/
Автор: Якубашк Х.
Теги: радиотехника електротехника инженерство електроника радиоелектроника интегрални схеми
Год: 1982
Текст
ХАГЕН ЯКУБАШК
ИНТЕГРАЛНИТЕ СХЕМИ
В ЛЮБИТЕЛСКАТА
ПРАКТИКА
•ИЗДАТЕЛСТВО -ТЕХНИКА-
ИНТЕГРАЛНИТЕ СХЕМИ
В ЛЮБИТЕЛСКАТА ПРАКТИКА
to
ХАГЕН ЯКУБАШК
ИНТЕГРАЛНИТЕ СХЕМИ
В ЛЮБИТЕЛСКАТА
ПРАКТИКА
Пре вели от немски език
инж. Илия А. Иванов
ииж. Стефан С. Хрусаиов
ДЪРЖАВНО ИЗДАТЕЛСТВО , ТЕХНИКА
СОФИЯ, 1982
УДК 621. 382
В книгата подробно се разглежда призотеепието иа цнфроьите ИС в устройства*
конто ногат да се осыцествяг от любители на електрониката. Дадеии са сведения
за вдтрешната структура, технологията, означенията. параметрите и използуваие’
то на ИС. Основната част иа книгата е иосветена на конкретни практически схе-
ми с MOS и ТТЛ ИС — както с универсално приложение (тригери, геиератори*
дешифратори, релета за време н др.), така и поспециални устройства, като опто-
електронни схеми, сигнализациснни и предупредителин устройства, цифрови ча-
совниин. електронни играчки* и др. За всяка конкретна схема е обяснен принци-
път на действието й. дадеии са стойностите на елемеитнте, възможностите и па*
раметрите на схемата и евентуално начините за изменението й при иужда. Като
приложение са дадени еквиваленти на всички използувани в книгата електронни
'елементн. лостьпни у иас.
Книгата е предназначена за дюбителите иа електрониката — инженери. студен-
ти, техники и ученной.
Hagen Jakubaschk
Das grope Schaltkreis-Bastelbucb
©Militarverlag der Deulschen Dernokratlschen RepubllK (VEB)
Berlin, 1978
© Илия Асенов Иванов
Стефан Савое хруслнов
621
СЬДЪРЖАНИЕ
Предговор............................................................. 9
1. Основнн сведения за интегралннте схеми . . . ....................15
1.1. Технология иа производство™ иа ннтегралните схеыи................15
1,2. Интегралната схема като конструктивен електронеи елеыеит.........24
1.2-1- Примери на вътрешни схеми на ИС .................................24
1.2.2 Вътрешен строеж на ИС . . ..................................... 32
1.2.3- Аналогови и цифрови ИС........................•..................34
1.2.4: Логически- функции, логически сим во л и и видове логика.........34
1.2.5- Особеиости и давни на ИС.........................................41
1.2.5.1. Какво изразяват данните за ИС?.................................41
1.2.5.2. Няколко тнпични примера с данни за ИС............. .... 44
1.25.3. Токозахраиване и мерки за огстраийване иа взаимниге връзки . . .48
1.2.5.4. Използуваемост на отчасти повредеии ИС....................... .57
2. Работа с ннтегралните схеми....................................61
2.1. Указания за ыонтиране и свързване на ннтегралните схеми .... 61
2.2. .Специални указания за работа с ТТЛ ИС......................64
2.3. Специални указания за работа с MOS ИС......................75
2-4- Захранващи блокове и схеми..................................' . . 81
2.4. L Захранващи схеми за ТТЛ устройства . . . ..................81
2.4,2. Захранващи схеми за MOS устройства ......................84
2.4,3. Захранващи схеми за операпионните усилватели А 109 и А 110 84
2.4.|. Захранващи схеми с уннверсалния интегрален стабилизатор на напре-
жение МАА 723 ......................... . -........................ 87
2.4,5. Универсалии захранващи блокове с дискретии елеыенти ...... 96
2.4.6. Специалии разновидности на захранващи схеми . . ...............96
3- Цифрови схеми с MOS иитёгралнн елементи . . ........103
3.1.
3.1.1-
3.1.2.
3.1.3.
3.1.4
3.1.5.
3.1.6.
3.1.7.
3.1.8,
3.1.9.
3.1.10.
3.2
3.2.1.
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
Осиовни импуясни дхеми..........................................юЗ
Примери за осиовни логически функции............................103
Формирователи иа импулси с MOS ИС ...............................10&
Моновибратори (чэдащи ыултивибратори)..........................'110
Импу.чсии (‘енератори........................................... 112
Кварновн геиератори ............................................. 115
Тригери с MOS основни логически елемеити ........................116
Схеыи за премахване влиянието на вибриращи коитакти ..... 120
Сензорен превключвател...........................................122
Свърчване и а различии „чу уди" товари къы изходите на MOS логи-
чески елементи................................................... 126
Съгласуваие на нива между MOS и ТТЛ логически елементи . . . 127
Примерни схеыи с MOS ИС от серията U 10 . . ..........* . 128
Прост проверител на изоляционно ст>противление............... . . 128
Релета за време............................................... 129
Контролен пробник за MOS логика ................................131
--- Броячни декадн и делители на честота..........................134
3.2.4.1. Примери с ИС U 103 D..........................................135
3.2.4.2. Примери с ИС U 108 D..................................... 138
3-2.4Л Примери с ИС U 112 D.......................................143
5
3.2.4.4. Детифраторио-иидикаторна схема за MOS] броячнн ^декади с цифрови
лампи . . .............................................. • Нб
3.2.4-5. Броячно-запомнящиИСи 120 D до U 122 D.................149
3.25. Прост електронен кварцов часовникс MOS ИС и цифрови индикатор-
ни лампн.............................................................150
3.2.6. Мажоритарна логика ..2 от 3"................................155
3.2.6.1. Принцип и предназначение....................................155
3.2.6.2. Мажоритарна логика ,2 от 3*' с ИС CJ 101 D.................156
3.2.6.3. Примери за входни вериги....................................161
3.2.7. Приемник иа сигнали от светлинни бариери...................162
3.2.8. Звукови индикатор и на светли нно облъчваие..................165
3.2.9. Сигнализатор за влажност.....................................166
4- Примерии схеми с ТТЛ интегрални елементи 168
169
169
172
175
175
177
4.1. ч
4.1.1.
4.1.2.
4.1.3.
4.1.3.1.
4.1.3.2.
4.1.З.З.
4.1.3.4.
4.1.З.5.
4.1.4.
4.1.4.1.
4.1.4.2
4.1,4.3.
4.1.4.4.
4.1.5.
4.1.5.1.
4.1.5.2.
4.1.6.
4.1.7.
4.1.8.
4.1.9.
4.1.10.
4.1.11.
Основни импулсни схеми....................... .... t ... . 1
Формирователи на импулси.....................................1
Моновибратори................................................1
Мултивибратори (генератори на импулси).......................1
Мултивибратори за къси импулси...............................1
Мултивибратори за дълги импулси..............................1
Мултивибраторите като тактови генератори иа тесни импулси с малък
коефициент иа запълване.......................................180
Кварцови генератори .......................................... 181
Многотактни системи...........................................182
Тригери с ТТЛ ИС..............................................184
Статичен RS-трнгер с основни ЛЕ.......................... . . 184
RS-тригер с управление по фронт....................... - • <85
D-тригер D 174................................................188
JK-тригер D 172............................................... 291
Тригерии делители иа честота................................. 194
Делител с RS-трнгер D 100. управляван по фронт...............194
Делител иа честота с D 172 и D 174...........................197
Скъсявэне иа импулси......................................... 199
Забавяне и а импулси.......................................... 200
Удвояваие на импулси........................-................201
Интегратор на Милер................................. ... 202
Превключване без вибрации....................................206
Съгласуване по ниво между ТТЛ и MOS снегами или операциоинн усид-
ватели...................................... ................208
4.1.12. Управление иа „чужди1*. (не ТТЛ) товари от ТТЛ изходн...........212
4.1.13. Сензоряи схеми за ТТЛ входове............ ......................217
4,1.14. Специални превключвателни функции ............................. 223
4.1.14.1. Увеличаване иа изходната товароспособиост.....................223
4.1.14.2. Свободен вход на ЛЕ като изход на ..монтажио ИЛИ*' 224
4.1.14.3. Схеми „еквивалентносг*......................................... 226
4.1.14.4. Пестене на ЛЕ чрез замяна с транзнстори ........................226
4.2. Приложения иа оптоелектроини елементи..........................230
4.2.1. Мигач ...................'........................................230
4.2.2. Мигач за ориентиране с 8 направления (шамандура с водещ лъч). . 231
4.2.3. Светлинии бариери за броеие, контрол и охрана....................238
4.2.4. Светлнини бариери, огчитащи посоката на пресичаие иа лъча . . 241
4.2.5. Икономичии бариери за периодичен контрол.......................244
• Светлинна бартера с оптична обратна връзка за регистрвране на
малки обекги...............................................................246
Светлиина бариера за контрол иа максимална скорост »...............248
Пистолет—светкавица.............................-.......... . 250
4.3 Схеми за сигнализация, предупреждение и контрол..............> - 252
6
4.3- 1- Сигнализатор за пожар .... 252
4’3.2. Сигнализатор за влажиост...................................... 254
4’3.3. Акустични снгиэли и сирени...................’.................255
4.3.4. Мажоритарната логика „2 от 3" в ТТЛ техниката............... . 257
4.3.5. Схема за сигнализация при отпадане на напрежението ва мрежата . 259
4.4. Приложения за управление и регулиране........................ 261
4.4.1. Мод ел на управление ва провеса в автомат завапитки............262
4.4.2. Управление на скоростта на двигатели иа модели.................266
4.5. Периодични превключватели, релета за време и тактовн генератори27О
4.5.1. Схеми на тактови генератори с универсално приложение...........270
4.5.2. Тактов генератор за цайтраферии снимки с филмова камера .... 270
4.5.3. Генератор за 1 Hz..............................................271
4.5.4. Релета за време за часовници за експонираие и за уииверсалио при-
ложение ..............................................................273
4.5. 5. Моновибратор със защита срсщу смущения, използуваи като реле за
време .......................................................... 277
4.6. Цифрови броячни и нзмервателнн устройства 277
4.6.1. Делител на честота с мововибратор..........................277
4.6.2. Удвоител на честота...........................- _ . . • . . 278
4.6.3. Броячни схеми и кръгови броячис основни ТТЛ ЛЕ и с D 172 . . 279
4.6.4. Броячии схеми с ИС с по-висока степей иа интеграция.......286
4.6.4.1 ИС МН 7490—десетичен брояч и делител....................287
4.6.4.2. D 192 и D 193 — синхронии броячи „напред/иазад“..........2S0
4.65. Универсалии честотомерв и импулсии броячи................. 300
4.6.5.1. Задачи и методи на измерваие.............................300
4.6.5.2. Броячни декади ..........................................305
4.6.5.3. Генератор на еталонна честота и делител иа еталоняа честота . . . 307
4.6.5.4. Подготовка иа входните импулси. Входове за измерване ...... 309
4.6.5.5. Управляваща логика ..........................•...........313
4.6.5.6. Режими .нециклично броеие* и „броене до т /деление иа т" . . .319
4.65.7. Допълиителна л Аги к а за програмеи декодер .............321
4.6.5.S. Опростен датчик за еталсиио време ..................... 327
4.6.6. Цифрово реле за дълги времена............................ 329
4.6.7. Генератори на стъпалсвидно наложение..........• ...........332
4.6.7.1. Прост генератор на стъпаловидио напрежение с едва ИС D 100 . . 332
4.6.7 .2. Генератор на иапрежеяие с 8 стъпала .............332
4.6.7.3. Генератор на несиметрично и симетрично стъпалсвидно напрежеиие
с п стъпала като Допълнение към броячни декади....................333
4.6.8. Цифрови генератори на синусоидалио и трнъгълно иапрежение . . . 335
4.7. Схеми иа декодери и органи за индикация......................338
4.7.1 Светодиоди и седемсегмеитни иидикатори......................338
4.7.2. Декодери за седемсегмеитни индикаторн......................340
4.7.2.1. Декодер за преминаване от десетичен към седемсегментеи код с ос-
ноЬни ЛЕ от сернята D 10..........................................340
4.7.2.2. Пълен декодер за изобразяване иа цифри и знапи със седемсегмеитен
индикатор..................................... ................... 341
4.7.2.3. ИС D 146, D 147 — декодери на BCD в седемсегментеи код. . . . 343
4.7.3. Декодери за десетични индикатори ..........348
4.7.3.1. Декодер от BCD в десетичен код с основни ЛЕ от сер’ията D 10.348
4.7.3.2. Декодер от BCD в десетичен код за цифрови инликаторнн лампн . . 348
4.7.3.3- ИС тип 74141 — декодер от BCD в десетичен код за цифрови лампи349
4.7.4. Регулиране на яркостта на цифровн иидикатори ................351
4.7.4.1. Регулиране на яркостта иа седемсегмеитни индикатори..........351
4.7.4.2. Регулиране иа яркостта на цифрови лампн......................352
4.3. Цифровн часовннци в ТТЛ иэпълнеиие..........................354
4.8.1. Принцип, точност и разходи ва цифровите часовници..............354
4.8.2. Кварцов часовник с ТТЛ ИС с по-внсока степей иа интеграция . . . 357
4.8.2.1. Блок индикация.............................................. 357
7
4.8.2.2. Генериране иа такт 1 Hz................................ . . 357
4.8.2.3. Броячи........................................ ............. . 358
4.8.2.4. Токозахраиване.................................»................ . 360
4.8.3. Лопълнителнк въз можно ста иа кварцовия часовник ................363
4.8.З.1. Норигиране иа хода иа часозника чрез бутонн към делнтелите на че-
стота с МН 7490 . . . . .................. . . ... 363
4.8.3.2. Предварително задаване на времето чрез ключ ,запис* при D 192
и D 193 ................................................................ 364
4.8.3.3. Изход за звуково сигнализираие на времето......................364
4.8.3.4. Кварцовият часовник като програмируемо реле за вреые...........366
4.8.3.5. Изход иа брояча на Дагите......................................369
4.8.3.6. Указания за изграждане иа индикация с големи размери към цифро-
вите часовници..........................................................370
4.9. Помощии средства за измерване и изпитване с ТТЛ ИС................. 372
4.9.1. Схема за изпитване на логически елементи от серията Г> 10 .... 372
4.9.2. Прост генератор на тактови импулсн и тригер за динамичин изслед- .
* ваиия . . . ............................ ......................374
4.9.3. • Приставка към комбиниран уред с линейна скала за измерване иа
честота . ......................................................... 376
4.9.4. Измервател на капаннтети с линейна скала.......................378
4.9.5. Ръчни пробиици.................................................380
4.95.1. Пробник за ТТЛ нива . *.................................... 381
4.95.2. Пиков пробник за динамично изпитване........................ 385
4.9.5.3. Високочсстотеи генератор и генератор иа ыцркерии импулси . . . 386
4.9.5.4. Генератор иа единичен иыпулсИ за ръчиа работа................387
4.9.5.5. Пробник за еквивалентност на два сигнала по ниво.............388
4.10. Спепиални приложения............................... ............388
4.10.1. Прост хроиометър..............................................388
4.10.2. Електронии игрн...............................................390
4.10.2.1. Електронеи зар..............................................390
410.2.2. Устройство за запомняне на първото от няколко събития.....393
4 10.2.3. Електроина викторина .......................................394
4 10.3. Електронеи морзов ключ за радиолюбителе.....................399
4 -10.4. Миниатюрен предавател с ИС за лов на лисини..........402
4 10.5. Автомобилей оборотомер........................................404
П риложение. Еквивалентн на използуваните в киигата електроиии елементи . 406
Л итература...........................................................410
8
ПРЕДГОВОР
Развитие™ иа полулроводни-
ковата техника през последимте
години показва, че напоследък
интеграл! 1ите схеми все повече
заместват дискретните елек-
троини елементи. Отражение на
тази тенденция е и тази книга,
конто е замислена като тема-
тично „продълженне" на добре
посрещаната от дълги години
веред любителите на електро-
никата книга „Електроиика за
любители “ [1]*. Между временно
ннтегралната техника придоби
съществено значение и за лю-
бителската практика. Затова в
преЛлаганата книга наред с
иякои въвеждащи в тазн техни-
ка сведения, представсии спе-
циално за практици и любите-
ли на електрониката, са даденн
и голям брой избрани практи-
чески схеми. Авторът се е стре-
мил книгата да бъде в добре
изпитаната форма ва универса-
лен и възможно иай-използу-
ваем сборник от схеми.
Интегралните схеми — по-иа-
татък в книгата те ще бъдат
означени само със съкращение-
то ИС — обедни яват в един
единствен Силициев Кристал
(конто се нарича още основа,
подложка или чип) множество
отделни транзистори, диоди и
резистори. Тези елементи са
фуикциоиално евързани вътре в
херметично затворен конструк-
тивен елемент, така че нзвън
ИС (опростено казано) са изве-
дени само изводи за входовете,
изходите и захранването на съ-
държащия се в нея функцио-
нален блок. Затова в сравнение
с един дискретен конструктивен
елемент ИС изпълнява по-слож-
на функция и може значително
да намали необходимее връзки
и елементи за реализирането на
да де но устройство. Вед нага оба-
че искаме да предупредим за
едно возможно заблуждение.
Една ИС според типа и функ-
цията си може да има до 16
(в отделни случаи още повече)
извода, конто са доста наблизо
един до друг. По тази причина
.осъществяването на в^ншните
връзки и особено проектиране-
то на печатни платки на устрой-
ства с ИС в иикакъв случай не
е по-просто, отколкото прн-схе-
ми с дискретни елементи!
Фактът, че една ИС може да
изпълннва зиачително по-сложни
функции, отколкото една тради-
ционно нзградена схема с „ра-
’ зумна“ стойност, може да се
оценява относително от гледна
точка на любителската практи-
ка. За любителя е изгодно об-
стоятелството, че с ИС той мо-
же да реадизира схеми и функ-
ции, каквито досега не му е
било възможно да осъществи
поради твърде големия разход
иа отделни дискретни елемеити.
Към това се добавя по-голяма-
'Книгата е преведеиа и издадена и у нас: Я к у б а ш к, X. Книга . за кон-
СтРУжтора-електроник. С., Техника, 1978. (Б. прев.)
9
та обща надеждност на изпъл-
нените с ИС устройства и фак-
ты, че те в повечето случаи
заработват „отведнаж". Освеи
това познатите иа любителя от
класическата транзисторна тех-
ника често изисквани условия
за точна идентично ст на отдел-
ии резистори, за избор на ек-
земпляри от даден тип полу-
ироводникови прибори и т. н.
тук се иалагат много по-рядко.
Областта на иитегралната тех-
ника за кратко време се раз-
шири толкова много, че при съ-
ставянето на тази книга беше
невъзможно да не се поставят
определени ограничения на об-
хванатия материал, за да се спа-
зи един разумей обем. Интере-
су ващите се читатели могат да
намерят повече сведения по раз-
глежданите въпроси, както и
даини за различии ,типове ИС
в [3]. Въпреки че аналоговите
ИС също навлизат нее повече
в любителската практика (усил-
ватели, измервателна техника
и т. и.) и никои типове анало-
гови ИС се произвеждат в ГДР
и стравите—члеики наСИВ(осо-
беио . от фирмата „Tesla “ —
ЧССР) и са достъпни, с малки
изключения такива схеми не се
разглеждат в киигата. Доста-
тъчио подробни сведения за
аналоговите ИС и тяхното при-
ложение могат да се намерят н
[4] н [61]. ПреглеД иа типовете
ачалогови ИС и техните харак-
теристики е направен в [5]. В
книгата също така ие са вклю-
•н?ди подробности за техиоло-
»а и производството иа ИС,
гп и не се прави теоретич-
разглеждане на цифрового
31росктиране на схемите (алге-
брата на схемите) все в полза
иа практически и приложни сне-
дения. По тези въпроси инте-
ресуващият . се може да се
обърне към [2], [42] и [6]. Като
подходяща литература върху
цифровата ТТЛ техника за лю-
бители и практици освеи [2]
могат да се препоръчат още
[7] и |8|
По.нятието „интегрална схема"
сега се употребява в rfhoro ши-
рок смисъл. Неговият обхват
започва (като най-проста форма
иа ИС) от двойните и повече
от два обединени транзистори,
конто са получени върху един
общ кристал, но както тради-
ционните дискретни трачзисто-
ри или са напълно отделени
електрически, или имат никои
вътрешни връзки по между си
(например общ емитер, съответ-
ио общ соре при MOS траизн-
сторите и т. н.) и могат да се
използуват като отделни при-
бори само в ограничен смисъл.
Тези прости ИС се използуват
в областта на „ класическата*
схемотехника, когато са иеобхо-
дими два или повече транзисто-
ри с напълно еднакви характе-
ристики или с напълно едиакво
отиасяне към , температурата
(например в измервателните
усилватели и др.). Тези качества
се осигуряват автоматично, и то
почти идеално чрез общия про-
изводствен процес. Наред с те-
зи най-прости основни типове
поиятието ИС обхваща включи-
телно много сложните „готови"
устройства, конто според типа
и предназиачеинето си могат да
съдържат между 10 (състоя-
иие 1976 г.) и 10000 слемента,
изпълняващи фуикциите на
10
транзистори. Трябва обаче да
се отбележи, че за потребителя
няма смисъл да сравнява броя
на съдържащите се в едиа ИС
транзистори с броя надискрет-
ните транзистори в осыцестве-
на по традиционен начин схема
със същото предназначение.
Необходимо е да се има пред-
виД, че в една ИС броят иа
реализираиите върху кристала
функции ияма почти никакво
пряко значение (и не оказва
забелсжимо влияние върху це-
ната на ИС!). Производнтелите
на ИС често могат да използу-
ват по техиологични илн други
причини, коцто за потребители-
те на ИС не са никак интерес-
ми, дузииа транзистори там, къ-
дето в една подобна „класиче-
ска“ схема същата цел може да
осъществява само един един-
ствен резистор. Изобщо броят
иа „скритите" полупроводнико-
ви елементи в една ИС е съ-
ществено мерило за достигнато-
то ниво в производството на ИС,
но за потребителя броят на те-
зи елементи и изпълняваните
от тях функции няма съществе-
но значение.
Предлагаиата книга се ограни-
чава главно върху схеми с две
„фамилии" ИС, конто представ-
ляват интерес за любителите ио-
ради достъпиостта си и разнооб-
разнее си възможности за при-
ложение: ТТЛ ИС и MOSHC(c
означения иа типовете, започва-
щи съответно с D ии).Поради
сломенатите причини разглежда-
иият материал е ограничен в рам-
ките на цифровата техника (при
което тона понятие в книгата ие
бива да се схваща много тясио).
Областта от теми „Електроии-
ка“ в смисъла на обхвата на
книгата е приблизително срав-
нима с тематиката на „Електро-
иика за любители- [1]. Елсктро-
ника в смисъла на рсализираии
с ИС устройства в любителска-
та практика почти винаги озиа-
чава цифрова техника.
Тъй като много често люби-
телят няма на разположение
даваните от производнтелите
много важни технически данни
за ИС, конто използува, в кни-
гата са дадени иеобходимите
такива Дании за цитираиите ти-
пове ИС. Избягнато е даваието
на пълни каталожни дании —
такива могат да се намерят на-
пример в [2], ]3], 15], f7], [8].
Необходимостта от използуване
на ИС в любителската практи-
ка трябва да се оцеиява кри-
тично. „Модерната" ИС в ника-
къв случай не е винаги за пред-
почитане в тази практика. Тук
съществува едно съществеио
различие в сравнение с про-
мишлеиостта и производствени-
те изисквания. Докато в про-
мишленсстта от съображеиия за
техиблогичност, икономичвост
и иадеждност съществува стре-
межът всички задания за елек-
тронии устройства да се изпъл-
ияват по възможност само с
ИС и да се ограничи до въз-
можиия минимум включването
на отделни елементи, като ре-
зисторы, дискретни транзистори
и т. и., за любителя това не
вииаги е оптималното. Преко-
мериото използуване само на
ИС, за да се спестят малко тра-
дициоини конструктивни еле-
менти, не само увеличава зиа-
чително и без нужда разходите,
на любителя, но има и отрица
11
телни в техническо отношение
последствия (например увеличе-
на консумация на ток). Против-
но на схемите, проектираии за
промишлено произвеждане, лю-
бителят иай-често трябва да
комбивира ИС с традициоини
коиструктивии електронни еле-
менти (включителио транзисто-
ри), ако с това могат да се
спестят ИС. Включените в тази
книга схеми са или избрани,
илн спецйално проектираии от
тази практическа гледна точка.
По-голямата част от тях са
основно изпитаии в лаборато-
рията на автора, а друга част-
от никои негови колеги—спе-
циалисты, за което той им бла-
годари.
Във връзка с казаното на чн-
тателите, конто търсят реше-
ние на някакво конкретно за-
дание за електройно устройство,
може да се даде един може
би иа пръв поглед странен за
тази книга съвет: В любител-
ската практика ИС не е уни-
версално „лечебно" средство.
В любителската практика
много устройства могат да се
реализират чрез схеми от тра-
диционната полупроводиикова
техника (т. е. с дискретни еле-
менти) или по-просто н оттам
често значително по-евтино, или
технически по-из държано! В та-
къв случай поради технически
или икономически съображения
включването на ИС не е целе-
съобразно. При такнва сравне-
ния цифровите ИС имат решд-
ващи иедостатъци. Например
едва правилно ©размерена схе-
»с дискретни транзистори
умира значително по-малко
от подобна схема с ТТЛ
ИС. Освен това ИС поставят
строги изисквания спрямо опре-
делен» работай напрежеиия, а
и изискваиите стойности на те-
зи иапрежения не нинаги са
удобни за потребителя. MOS
ИС от своя страна често изи-
скват работии напрежеиия
— 13 V и — 27 V. Предимства
на ИС като по-голямото им
бързодействие или по-малкият
разход на коригиращи и до}
иастройващи елементи при схе-
ми с ИС често остават неиз-
ползувани. Ето защо любите -
лят не б ива да смята, че в
неговата практика едииствено
интегралната техника е „модер-
на" и актуална. За него много
често и в бъдеще традициоиии-
те траизисторин схеми ще бъ-
дат по-подходящо (и н никакъв
случай не „иесъвремевно") ре-
шение. За сметка на това ИС
имат съществени предимства
при реализиране иа малкогаба-
ритни устройства (тнпични при-
мери са броячите, цифровите
часовници и др.) и понякога
само с тяхна помощ могат да
се осъществят такнва устрой-
ства. За любителите и в бъде-
ще дискретният транзистор и
ИС ще бъдат равноправии кон-
структивни елементи. За про-
мишлеността обаче и евентуал-
но за никои иововъведеиия в
работата на любителите това
не важи!
Показаните в тази книга схе-
ми могат да се осъществят без
изключения със съвременни
коиструктивии електронни еле-
менти, производство на страни-
те—членки на СИВ — най-често
от продукцията иа ГДР. Тези
елементи се произвеждат про-
12
Фиг. 1.4. В свободната плот на чипа
(фиг. 1.3) те намира същинската ИС.
Тук е изобразен силно увеличен тнпът
D 100 в един от по-ранните етапи на
технология™ му (приблизително отго-
варящ на фиг. 1.1 а); липсват следова-
телно всичкн по-кт.сио получавани меж-
ди । и връзки
да дадат иа любителите пред-
става за възможно стите иа мик-
роелектрониката, и то в област-
та на серийното производство.
Никои вътрешни схеми на ИС
с по-ниска степен иа интеграция
са дадени освен това с цел да
бе помогне на любителите да
разберат осйовните функции и
възможностите за приложение
на тези универсал ни ИС. Най-
накрая трябва да се спомене, че
в техническата литература чес-
то ИС се разделят с перед тях-
ната степеч на интеграции на
ИС с ииска, средна и висока ,
степен иа интеграция. При това
ИС, съдържащи до около 100
траизисторни структури, се при-
числяват към ИС с ниска сте-
пен на интеграция (в западиата
литература озиачавани SSI — от
английски short scale integra-
tion = ииска степен на интеграция). ♦
При ИС съе 100 до около 1000
траизисторни структури се го-
вори за средиа степен иа интег-
рация (MSI — medium scale in-
tegration), а при над 1000 таки-
ва структури — за висока степен
на интеграция (LSI — large scale
integration), С последний вид ИС,
наричани още големи иитеграл-
ни схеми (ГИС), любителят едва
23
ли ще има аасега работа. Те са
винаги много специализираии и
се срещат най-вече като микро-
процесори и изчислителни уст-
ройства в малките електроино-
изчислителни машини.
1.2. ИНТЕГРАЛНАТА СХЕМА
КАТО КОНСТРУКТИВЕН
ЕЛЕКТРОНЕН ЕЛЕМЕНТ
Колкото една ИС е чувстви-
телна към претоварваие или по-
греши© включване, толкова, от
друга страна, тя е устойчива
като конструктивен елемент. В
това отношейие тя е вапълно
сравнима с дискретиия транзи-
стор. Като се изключи това, че
изводите й се отчурват сравии-
телно лесно и ие са предназна-
чеии за огъване, ИС е изключи-
телно здрава и устойчива на
вибрации, удари и климатични
въздействия. В това отношение
следователи© любителят може
да маиипулира с ИС по сыция
иачин, както е прививнал при
общувансто си с дискретиите
транзистори.
1.2.1. Примеры иа вътрешии
схеми иа ИС
На базата иа схемата иа ос-
иовния ТТЛ логически елемеит,
която се съдържа четири пъти
в ИС тип D 100, са разработеви
други вариант^ различаващи се
по броя на входовете си. На
фиг. 1.5 са показани вътрешни-
те схеми иа ИС типове DUO
йь D160. Типовете D100 до
30 се различават само по броя
ЧИ входовете си, което се виж-
да при сравиеиие с фиг. 1.2 а—г.
Тъй като броят на крачетата
конто могат да служат за изво-
ди на ИС, е ограничен на 14
или 16 според приетия стандар-
тизиран корпус, при увеличаваие
на броя на входовете на логи-
чес ките елементи в една ИС мо-
гат да се поместят съответно
по-малък брой логически еле-
менти, което се вижда от даде-
ните схеми на външните извода.
При всички тези схеми, конто
се отиасят за обичайния за ИС
тип корпус DIL (от английски
dual-in-line, което означава изво-
ди, подредеии. в две успоредни
линии), трябва да се има пред-
вид, че даденопго разположе-
ние на изводите е при поглед
отгоре на корпуса.
Типът D 140 отговаря функцио-
отиалио на D 120, но различните
стойкости иа вътрешните съ-
противлення показват, че тазн ИС
е проектирана за по-голсми то-
кове и натоварвания. За ориеи-
тираве в практиката са дадеии
също схемите иа типовете D 150
и D 160. ИС D 103 отговаря на
D100, но в крайиото стъпало
липсва горният транзистор (Г3
и Д3 от схемата иа фиг. 1.2). То-
ва е т. нар. схема с отворен ко-
лектор, която предлага допъл-
нителни схемотехнически въз-
можности (паралелно свързване
на изходи).
На фиг. 1.6 е показана вът-
решната схема на интегралния
тригер D 172. От Глсдна точка
иа прегледност по-сложвите вът-
решни схеми се изобразяват са-
мо с логически символи, защото
действителната вътрешна схема
с всички подробности ие инте-
ресува консуматора иа ИС, а
освен това тя е твърде непре-
24
Фиг. 1 5. Вътрешни схеми н раз-
положение иа изводите на ос-
новннте ИС за ТТЛ техниката.
Разположеннетй иа изводите е
дадено в погЛЬд отгоре на кор-
нусите на ИС; иомераиията на
крачетата е дадена винагн в по-
сока, обратна иа часовниковата
стрелка. За тук покаэаните (но
не за всички други) ТТЛ тнпове
вниагн краче 7 трябва да се
свързва към маса, а на краче 14
се подава захранващото иапре-
жеиие +f/co с което сезахран-
ват всички съдържащи се в да-
деиа ИС логически елементи
25
Фиг. 1.6. Интегрален тригер D 172 ка-
то пример за елемент, нзпълняващ
комплексна функция, съставена от мно-
жество основни функции:
а—предгтавяие чрез символ и на логически
елементи: б—вътрешна прннципна схема на
ИС тип D 172; а— графично означение, което
ваши за еснчки трнгерн, имаши еднакво по-
ведение както D 172; г—разположение на вз-
водите на D 172
гледна. Тригерът D 172 е изгра”
деи от известен брой основии
логически елементи, свързани
вътрешно, както е показано иа
фиг. 1.6 с. За сравнение иа
фиг. 1.6 б е дадена действител-
ната вътрешна схема, чиято слож-
ност е такава, че тя все още е
М*.татъчно прегледна.
ъпреки сложността на схема-
W си D 172 спада все още към
ИС с ниска степей иа интегра-
ция! Тъй като [един такъв три-
гер изпълнява точно определени
функции и има точно определе-
но поведение, той може да се
нзобразява в‘схемите опростеио
по приетите правила. Лесно е да
се разбере, че даже ед ио изо-
бражение като това от фиг. 1.6 с
е все още твърде сложно и не-
пременно, особено в рхемн на
по-големи устройства, където са
използувави повече подобии ИС.
На фиг. 1.6 в е дадеи графични-
ят символ, с конто ИС D 172 се
означана в схемите на устрой-
ствата, а иа фиг. 1.6 г е дадеио
разположението на изводите в
корпуса иа същата ИС.
Схемата на следнащата фиг. 1.7
е пример за повишеиа степей на
26
Фиг. 1.7
а—вътрешна догическа тема на интегрален
брояч със средня степей на интеграция тип
D 193 С: б—разположение на изводите на
D192 и D 193. Догълиителмата буква .С" в
буквеното означение показва керамячен кор-
пус
интеграция. Това е пълна схема
на брояч (от 0 до 15), конто
може да брои в права и обрат-
на посока (реверсивно броеие),
има възможности за иулиранеи
предварително установяване в
дадено състояние. Върху кри-
сталната подложка на тази ЙС,
която има площ приблизително
4X4 mm, се съдържат голям
брой логически елементи, както
и 4 пълни тригера (Тгл—Гг4) ка-
то тези от фиг. 16. На фиг. 1.7 б
е показано разположеиието иа
изводите на този интегрален бро-
яч, което е същото както иа ЙС
D192C, представляваща също
брояч, обаче десетичен (от 0 до
9). Както показват разглеждани-
те по-нататък схеми, за люби-
теля, използуващ тези и други
подобии ИС, ие е важно да знае
в подробности (както на фиг. 1.7а)
вътрешния ’строеж на ИС. По-
нататък обаче се разглеждат
обстойио функциите на такива
ИС като градивен елемент иа
електроиии устройства.
Дотук показаиитс примери са
от биполярната иитегрална тех-
ника (ТТЛ техника — съкраще-
ние за транзисторно-транзистор-
на логика): Тази техника е най-
разбираема за добре запознатня
с традициоината транзисторна
техника любител. Както обаче
показнат разгледаните вътрешви
схеми, тук все още са необхо-
дими реализирани върху кри-
27
Фиг. 1.8
а—принцип на схема на основе» логически
елемент на MOS ИС; б—товарного съпротив*
ление 7? е заменено чрез технологично по-
лесно осъществнмна товарен транзистор Т •
в—«ключ ване на гейта към отделно външно
преднапрежение; г—упранаекне на товариня
транзистор от инвертора о стъЙало
сталната подложка омични съ-
противления, конто усложняват
производствената технология на
този вид ИС. Освен това за про-
извеждането си биполярните ИС
изискват сравниЛлио много тех-
нологични етапи. В това отно-
шение много по-просга е MOS
техниката, която се основава на
принципа а полевите транзисто-
ри [9, 10] и по-точно иа MOS
транзисторите с Р канал тип с
обогативане. В сравнеине с ТТЛ
техниката предимства на MOS
техниката са по-простата произ-
водствеиа технология, значнтел-
ио по-внсоката възможиа степей
на интеграция и по-малките ра-
ботни токове. Тя има и някои
иедостатЪци, от конто по-съще-
ствеии са: за промишлеии це-
ли — почти с два порядъка по-
малкото бързодействие (скорост,
ва превключване и рабства че-
стота) в сравнение с ТТЛ, а пре-
димно за любителската практи-
— по-високите изискваии за-
^^анващи иапрежеиня и много
Чисокоомните входове и изходи,
Принципно един стандартен ос-
новен логически елемент в MOS
техниката (ИС от серията13)се
състои само от един MOS тран-
зистор с дрейново товарио съ-
против ление /?т (фиг. 1.8 а).
Това сьпротивление обаче мо-
же също да се реализира чрез
един MOS транзистор, на чийто
гейт е осигурено постоянно на-
прежеиие чрез свързването иа
гейта с дрейиа. Този „товареи**
транзистор Тт (фиг. 1.8б)изпъл-
иява ролята иа резистор, като
в същото време той може да
се изготви в същите техиологич-
ни етапи с MOS транзистора 7\.
Схемата от фиг. 1.8 б има все
пак един иедостатък — дори при
запушен MOS транзистор 7\из-
ходното напрежение иикога не
може да достигие стойността иа
захранващото напрежение (/lf
защото част от това иапреже-
ние е необходимо като гейтово
преднапрежение на 7\. По таз»
причина много често за гейта
на товарния транзистор се из-
ползува едио второ захраиващо
напрежение — £72, което дава
възможност да се получи по-го-
лям размах иа изходиото иапре-
жение. Това е показано иа
фиг. 1.8 л В практиката се отн-
ва още една крачка по-нататък.
В схемата от фиг. 1.8 г заедно
с действителния изходеи траи-
зисТор 7\ работи и инвертира-
щият транзистор Т2. Дрейновото
товарио сьпротивление за Т2 е
28
♦иг. 1.9. Основе н двувходов логически
елемент в MOS изпълнение:
®—ЛЬгйчёски графичен символ; б— прннципва
евектрическа схема; в—структура на ИС вър-
ху кристална а подложка; г—разрев през един
от- така полученяте входим транЗисторн
осъществено по принципа ог
фиг. 1.8 б" с транзистора Г3. Ко-
гато чрез подходящ входен сиг-
нал се отпуши транзисторът Т\,
транзисторът Т2 също се отпуш-
ва, неговото дрейново .напреже-
ние спада, в резултат на което
товарниит транзистор Гт се за-
пушва. По този начич изходът
се свързва към маса през 7\ н
Дрейновото напрежение за 7\ се
изключва от Т-г. Обратно, кога-
то от входа се запуши Tlt се
запушва и Т2, в резултат на кое-
То Тт се отпушва и изходът се
оказва включен към — £72 през
относително нискоомио съпро-
.тнвление. Така се получава ис-
тинскр противотактно изходио
стъпало, което функциоиално е
напълно еквивдлеитно иа осиов-
иата схема от фиг. 1.8 а, но има
съществеии технически предим-
ства.
На фиг. 1.9 е показана срав-
нителио простата структура иа
една такава ИС Простотата се
дължи иа факта, че всички тран-
зистори са еднакви, а други гра-
дивни елемеити в структурата
не се съдъджат. Тази ИС пред-
ставлива основен логически еле-
мент с два входа (за целта на
мйстото на 7\ в схемата от
фиг. 1.8 а са включени два па-
ралелно свързани транзистора).
Каиалннте области на Та, Ть и
Тс се образуват в един техноло-
гичен стап; след един междинен
етап (ецване на прозорчета) се
изготвят одновременно сорсовн-
те и дрейновите области, прн
което дрейновете на Та и Ть и
сорсът иа Тс образуват една об-
ща площ. Следователно тук ця-
лата система в готов вид се по-
лучава с по-малко технологични
етапи и с по-прости структури.
Прн това различните свойства
иа транзисторите могат да се
реалнзират много лесио’чрез раз-
личии размери на траизистории-
те структури, което добре по-
казе ат различно дългнте канал-
ий области на фиг. 1.9 в. В слу-
чая товарвият транзистор (Гт
трнбва да има сравнително го-
лямо съпротивление даже кога-
то неговото гейтово напрежение
е едиакво с дрейновото му на-
прежеиие. Обратно, 7\ трябва да
може да се управлява с възмож-
но по-малко гейтово напрежение
до възможио иай-малкото оста-
тъчно съпротивление.
29
цифроба схема Инвертор Н-НЕ Н HAU-НЕ ИЛИ Ехбиба- хАнтиек- лентносгп рибшентшн. f/5-Тригер
Тип M0S Ж U105D+ SMM0J5H52 &SMY30152 SMY51 0W7D U767B U102B 1'1060 U102D, 0106De 2х7Ю50}% или 5/МИ UWhB UW3P
Логически, симбол Af п 4 ft
Таблица
паистин-
ностп
Л 1 a A A 0 A, A, 0 X, A 0 A/At 0 AAt Q А, Аг G
H z ti H L HH H HU L HP j.' H H z ti H H
I- И HL L HL И HL H HL L HL U HL L
LH L LH H L H H LH L H H L H L
L L H IL L LL H L L L L L L L L H
MOS
схема
(пример)
Фиг. 1-10. Обзор иа иай-важннте ос-
иовни логически функции в MOS тех-
инката. тяхиото прииципно реализира-
ие с ИС н съответните използувани ти-
прве от серията U 10
На фиг. 1.10 е даден обзор
иа най-важннте логически функ-
ции, конто могат да се реали-
зират с MOS ИС и съответните
типове такива ИС, произвежда-
ии в ГДР. Фиг. 1.11 до 1.16 да-
ват най-важиите даини и разпо-
ложеиието на изводите на про-
извеждани в ГДР и достъпнн за
любителите MOS ИС1. Т^й като
любителят често не разполага с
каталози на съответния произ-
водител, тези данни могат да
му помогнат при конструирането
U101D
Пьлен су мотор (2)
1 2 з L s s 7
~u. -Us Ci n2
0 Ю V 12 13 1i
СЛ Oi Cf pI2
н
н
н
L
L
L
L
Uj
н
Н
Н
L
Н
О,« ~2П
-l/j » -139
Фиг. 1.11. Разположенне из изводите
и таблица на нстивност иа ИС U 101 D
и изпитването на да дените по-на-
татък схеми. На фиг. 1.17 са по-
1В дадените към тези фигури таблици на истииност, както и по-иататък в
поясненията към логическите схеми логическите нива саозиаченн съответно с
буквите Н—високо логяческо ниво (иякъде не съвсем точно означавано с 1), и
L — ниско логическо ииво (означавано с 0). При означенията иа изводите са
използувзни знаците: а—за вход, х— за изход, I—за маса, св. — за свободен
(неевързан) извод. Иидексите иа тези означения показват съотвегио: първата
цифра—передний номер на входа (нзхода). а втората цифра — към кой елемент
в корпуса принадлежи този вход (изход). Б. прев.
30
UTDBD
ASyBxodofa схема
UlOZO
ТрибхоЗаба схема
Фиг. 1.12. Разположенне на изводите
и таблица на истиииост на ИС U 102 D
Фиг. U 5. Разположенне иа______„___
и таблица иа истинност на ИС U 106 D
изводите
_ VW3O
ftST-mpuzep
ШОТЛ
Дбубходаба схема У (з)и
И(РИЕ(1)
-а, = -27V
Фиг. 1.13. Разположенне на изводите
и таблица иа нстинност иа ИС U 103 D
г—L гцхЗизЗикиа х-~-н
з—t npetkaBuxta х—1
~Ц, -~27V
Us = -73V
ч-9/’реде/.ено FIAFll«]J5lFlI^PI a. Сг X A
ktLJ LkP H H L H H L
н неипределено »I<fn П°т’-1 L L H L H L И
Фнг. 1.16. Разположенне на изводите и
таблица иа нстинност на ИС V 107D
П П Fl П El
LJ U td !~J lJ
Ъсема. ЕКбибаленгпностп
уыпшекбибалентностп
Фиг. 1.14. Разположенне на изводите
я таблица на истинност на ИС U 104 D
31
$MY5i
ДБоен jhOS транзистор
SMY50',SMYS2
MOS транзистор
/If |<|4 p|<
UW5D
6 MOS транзистора
6)
Фиг. 1.17. Разположение иа изводите
на MOS транзисторите SMY 50. S wY 51.
SMY 52 и U 105 D (Р-канални, с обо-
гатяваие), принадлежаши към сернята
U 10
казачи принадлежащее към съ-
щата серия типове SMY 50,
SMY 51, SMY 52 и U 105 D, конто
се използуват като отделни MOS
транзистори, управлявани непо-
средствено от изходите на ИС
от серията U (товарни ключови
транзистори).
1.2.2- Вътрешен строеж на ИС
Позиаването иа точния вътре-
шеи строеж на една ИС не е
важно за тозн, конто я изпол-
зува. По тази причина за типо-
вете с по-висок а стелен иа
интеграция производнтелите
на ИС или ие да ват никак-
ви сведения за този вътрешеи
1строеж, или дават само пред-
F става за изпълияваните от ИС
функции с помощта на логиче-
ски символ и, както е в показани-
те иа предишннте фигури при-
мерн. Тъй като за дадеиа .фа-
милия" от ИС (например бипо-
лярните ТТЛ ИС нли униполяр-
ните MOS ИС) всички стойно-
сти на входиите ц, изходните
електрически йеличиии, както и
захранващите напрежения са
стаидартизираии, за любителска-
та практика у достатъчно да се
познават тези стаидартизираии
стойкости и „логического пове-
дение" иа съответнага ИС. Те-
ва поведение се дава съС съот-
ветни фунмционални таблици,
конто показват форма лно как
реагира даден нзход на ИС при
подаване иа различии входни
сигиали към входовете. За ни-
кои ИС, чието действие зависи
от съотношеннето на входните
величиии във времето, както н
за ИС с висока степей на ин-
теграция такива таблици не са
достатъчно прегледии, поради
което поведението иа ИС се
32
представя чрез импулсни време-
диаграми. Тъй като входовете
и изходите иа цифровите ИС
могат да се на мират само в
две състояния (наличие или лип-
са иа иапрежение), това форм а л-
но описание на фуикциите на
ИС в повечето случаи е напъл-
но достатъчно.
Понякога в любителската
практика могат да се срещнат
изключеиия в това отношение,
когато една ИС трябва да ра-
боти в неюбичайно включване за
дадения тип и серия, към кой-
то принадлежи тази ИС (напри-
мер при комбинация с тради-
ционни дискретни елементи). В
такива случаи използуващият ИС
би трябвало да познава строежа
на входного н изходното стъ-
пало на дадеиата ИС, за да мо-
же да прецени възможностите
за натоварване и опасностите от
претоварване при иеобичайния
начин на работа на тази ИС.
Именно поради това никои по-
дробности от вътрешния стро-
еж на ИС се обясняват точно
от тази гледна точка. За съжа-
ление обаче при много ИС (осо-
бен© MOS ИС) тези подробно-
сти не се дават от дроизводи-
Вгелите. Общи правила по този
въпрос не могат да се дадат.
Любнтелит трябва обаче да знае,
। че няма никаква гаранция за
ИС, когато те се включват да
• работ ят по иачини, иепредвиде-
* ни от производнтелите. Винаги
са рисковани опитите иа люби-
> теля да превиши по някакъв
I начин дадени граничив стойно-
сти за ИС, без това да е обми-
1Г слено задълбочено. При това
• „идващият от траизисторните
схеми" любител трябва винаги
3 Интеграции схеми
да има предвид, че една ИС
не е просто едио „струпване
на транзистори", а може да по-
казва и други, необичайии за
него ефекти (например паразит-
ни диоДи). Друго съображение
е „загубната мощност" на ИС
и възможностите й за токово
иатоварваие иа входовете н из-
ходите. В ИС в действителност
също има загуба на мощност,
обаче в общия случай ти не
представлява интерес за коису-
матора на ИС, защото при нор-
мален иачин на работа иа ИС
тя е строго определена от за-
храиващото иапрежение и вът-
решната схема и следователио
има звачение само за произво-
дителя. На практика никои ти-
пове ИС при спреде лени усло-
вия могат наистияа да се загре-
ят забележимо. Например инте-
гралните броячи D 192 и D 193
(фиг. 1.7) при захранващо на-
прежение 5 V във в секи случай
консумират почти* 0,1 А, при
което в полупроводниковйя при-
стал иа ИС в топлина се пре-
връщат 0,5 W! При цифровите
ИС обаче никога не са иеобхо-
дими специални мерки за охлаж-
даие. При претоварване тези ИС
много рядко се разрушават
вследствие на прегряване. Най-
често при прекалено големи
стойности иа токовете, каквито
могат да се получат само при
погрешно използуване иа ИС,
настъпва разрушаване на мате-
риала иа проводииковите пътеч-
ки в ИС още преди това да е
свързано с иякакви забележими
загуби на мощност или загря-
ване. Ако прн това се повреди
само една част от ИС (напри-
мер само един от логическите
33
елементи в ИС D 100 — вж.
фиг. 1.2 б), най-често останали-
те фуикциоиални групи могат да
се използуват в случай, разбира
се, че не са се променили остана-
лите параметри на ИС. Въпреки
това обаче трябва да се има
пред вид, че такива частично
повредеии ИС, както и ИС, ра-
ботещи при недопустимо голе-
ми стойности иа входиите и из-
ходните си величина, често се
повреждат по-иататък иапълно.
Затова от гледна точка иа на-
деждиостта на създаваните ус-
тройства такива ИС по възмож-
ност не трябва да се изгюл-
зуват.
1.2.3. Аналогови и цифрови ИС
Традиционният дискретен тран-
зистор е по принцип аналогово
работещ елемеит. В зависимост
от големивата на базовия му
ток могат да се получат съ от-
ветно усилеиите колекторен ток
и изходно напрежение със стой-
иости от иула до максимално
допустимата. Ако при това из-
ползуването на прибора се ог-
ра ничи само до двете състоя-
ння „ наличие иа ток“ и „липса
на ток“, дискретният транзистор
също работи като цифров еле-
мент (като яключ“). Разглежда-
иите обаче в тази книга цифро-
ви ИС (с малки изключения
при специалните схеми, реали-
зирани с осиовиите логически
елементи) са предназначени за
работа изключително в цифров
режим. Аналоговите ИС с а раз-
гледани по-подробио в други
книги — например в [4] и [61].
Аналоговите ИС се използу-
ват съвместио с цифрови ИС
сравиително рядко. С ТТЛ ИС
например понякога се изпол-
зуват аналоговите ИС А 109 С
(универсален операционен уснл-
вател) и А ПО С. ИС А 110 С
е аналогово работещ, но пред-
назначен специалио за свързва-
не към цифровн ТТЛ ИС опе-
ра ционеи усилвател, конто се
използува като компаратор (срав-
няващ елемент) и тригер. обаче
е подходящ също като входен
усилвател иа напрежение за уп-
равление на ТТЛ системи. Про-
извеждаиите в ГДР ИС се раз-
личават към кой от два та вида
принадлежат по първата буква
на озиачението сн: аналоговите
ИС започват с А, а цифровите
с D (ТТЛ схемите) или U (MOS
схемите). За съжаление произ-
вежданите в други страни ИС
иямат толкова ясно различимн
озиачеиия и за целта трябва да
се използуват таблиците за ек-
вивалеити иа ИС, пронзвежданн
от различии фнрми, или спра-
вочните Дании за съответната
ИС (такива дайн и за най-важни-
те ИС любителят може да иа-
мерн в [3] и [5]). В условията
на бързо техническо развитие
обаче такива сведения могат да
се намерят разпръсиатн главно
в специализираиите периодични
издания.
1.2.4. Логически функции,
логически символи
и видове логика
В тази точка са резюмирани
понятия и определения, конто
с а особен о важии за любителя,
малко запозиат с цифровата ии-
тегрална техника, във връзка
34
с описаните в тази книга схемн.
От опнт е известно, че за
Някои любители е трудно да
иавлязат по-дълбоко* във функ-
циите на логическите схеми по
точиия път на „схемната алгеб-
ра* (конто за тях е сухо теоре-
тична и абстрактна). Именно за
тези читатели трябва да се да-
де друго помощно средство,
което да им даде възможност
да „четат" една логическа схе-
ма, без да са запознати със схем-
иата алгебра и нейните правила,
както и със специалинте начини
за записваие на логическите
функции. При подобии записи
често се срещат означеиията на
логическите функции И, ИЛИ,
И-НЕ, ИЛИ-HE, конто отгова-
рят на широко използуваните
означения на английски език
AND, OR, NAND, NOR. Напри-
мер един основен логически
елемент, който графнчно се из-
образява чрез един полукръг, мо-
же да дава на изхода си сигнал
само тогава, когато на всичките
му входове, а не само иа един
от тях е подаден едновременно
сигнал. Ако това условие не е
изпълнено, защото на някой от
входовете ие се подава сигнал,
на изхода иа логический еле-
мент също не се получава сиг-
нал (независимо от състояиие-
то иа останалите входове!). Имен-
но това е функцията И (англ.
AND). Обратиата функция е
ИЛИ (англ. OR): ва изхода иа ло-
гический елемент се получава
сигнал, ако поне на един от
Входовете му е подадеи такъв
сигнал. Освен тези две функ-
ции към основните логически
Функции спада още едва (мно-
го проста и позната иа люби-
теля, свикиалс транзнсториата
техника), наречена НЕ или „ин-
вертиране". Тази функция се
реализира на практика със стъ-
пало (инвертор), което завърта
фазата на входния сигнал иа
180°, както е например при тран-
зисторно усилвателно стъпало в
обнчайното свързване с общ
емнтер: когато на входа (базата)
се подаде напрежение, напре-
жението на изхода (колекторът)
става ну ла и обратно. Следо-
вателно такова стъпало има
обръщащо (инвертиращо) дейст-
вие: сигнал иа входа овиачава
липса на сигнал иа изхода и
обратно. Винтегралните основни
логически елемевти много лесно
се осъществява допълнително
инвертиране чрез един свързан
след съответния елемеит тран-
зистор. В такъв случай/ когато
елемеитът изпълнява спомеиати-
те функции И и ИЛИ, след ин-
вертиращия транзистор няма да
има сигнал, ако според фуикция-
та иа елемеита и състоянията на
изводите би трябвало да има
сигнал, и обратно — сигнал ще
има, ако такъв не би трябвало
да има. Ако инвертор е вклю-
чен след елемеит И, изпълиява-
ната функция от получеиата тру-
па е И-НЕ (аигл. NAND), а при
елемент ИЛИ и включен след
него инвертор — функцията ИЛИ-
НЕ (англ. NOR). Поради изпъл-
ияваиата от тях функция инвер-
торите се наричат още негатори.
Осиовиите функции се раз-
глеждат по-нататък винаги непо-
средствено чрез вътрешните схе-
ми на основиите логически еле-
менти. Най-напред обаче трябва
да се дефинира какво трябва
да се разбира под термина „си-
35
гнал". Засега за простота под
сигнал ще се разбира наличието
на иапрежение (с „подходяща"
големива и полярност според
съответиата ИС и с прямо маса-
та на същата ИС).
На фиг. 1.8 а беше показана
иай- простата форма на* един
инвертор: ако иа гейта има на-
прежение, транзисторът е отпу-
щен, изходът е свързан през не-
го към маса и следовател-
но напрежеиието му е нула.
Когато на входа няма напре-
жение, трачзисторът е запу-
шен н иа изхода се подава иа-
прежеиие през /?г . Изходният
сигнал в случая отговаря вииа-
ги на отрицаиието (НЕ) иа вход-
ния сигнал. В схемата от
фиг. 1.8 г означеиието инвертор
се отнаси и за Г2(Г3е само то-
варно дрейново съпротивление
иа Т2 вместо RT ). Целият логи-
чески елемент работи също ка-
то инвертор, а с Г2 е създаде-
но едно допълиителио вътреш-
но иивертиране, така че 7\ да
има на гейта си иапрежение,
превключващо го винаги обрат-
но на изходния транзистор 7\
(конто получава вхбдния си си-
гнал без иивертиране направо
от входа). Вижда се, че инвер-
тираието на един сигнал се осъ-
шествява наистина просто. Ком-
бинираиите функции И-НЕ и
ИЛИ-HE могат мислеио да се
разчленнват иа съответиата ос-
иовна функция И или ИЛИ и
следващо иивертиране (отрица-
ние). Наличието на иивертиране
в един логически елемент се
означава в графичиия му сим-
вол (полукръгчето) с точка на
изхода. Ако логическият елемеит
има само един единствен вход
и е означен с точка иа изхода
му, той работи само като ин-
вертор (една често необходима
функция). Такъв е например ло-
гическнят елемент 4 в схемата
от фиг. 1.7 (краче 11)— вход
за зареждаие на брояча. На съ-
щата схема логическнте елемен-
ти /— 4 имат между другото
задачата да обръщат полярност-
та иа съответннте входии сиг-
нали.
Същински „логически" функ-
ции се получават едва при схе-
ми с повече от един входове.
Като пример може да се посо-
чи схемата от фиг. 1.9. Най-на-
пред се вижда, че тя изпълня-
ва функцията на инвертор (вж.
също фиг. 1.8 б), обаче двата
вход ни транзистора са свърза-
ни паралелно. Когато и два-
та транзистора (Гли Тъ от
фиг. 1.9) нямат иапрежение на
гейтовете си (липсват входни
сигиали), те и двата са запуше-
ии и на изхода Q се получава
иапрежение, близко до захран-
ващото. Това означава. че из-
пълняваната обща логически
функция включва операцията ин-
вертиране н в означеиието й
ще присъствува НЕ. Очевидно
напрежеиието на изхода Q ще
стане нула, когато единият от
двата транзистора се отпуши
т. е. когато или иа входа А,
или иа входа В се подаде уп-
равляващ сигнал (напрежеиие).
Щом единият от траизисторите
е отпущен, състояиието на вто-
рия вход не влияе върху схема-
та. Това озиачава, че се изпъл-
иява функцията ИЛИ заедно
със спомеиатото иивертиране—-
т. е. логическият елемент е
ИЛИ-HE. Функцията ИЛИ се
36
означава в графичния символ
чрез прекараните през полукръг-
чето входнн линии (фиг. 1.9 а),
а точката на изхода изобразява
функцията НЕ. Този символ е
изобразен заедно с останалите
такива символи на фиг. 1.10.
Там са дадеии също примери за
фуикциите И, респ. И-НЕ. При
елемснта И-НЕ входиите тран-
зистори са свързаии ие пара-
лелио, а последователно. Оче-
видно в този случай, за да бъ-
де напрежеиието на изхода иу-
да, трябва да има входен сиг-
нал (иапрежение) на входовете
1 н2 едиовременно. На фиг. 1.10
може да се види ясно разли-
ката между елементите ИЛИ-
НЕ и И-НЕ. Лесно може да се
разбере, че чрез включването
на един инвертор след съответ-
иия елемент той се превръща
от И-НЕ в И, а от И в И-НЕ,
респ. от ИЛИ в ИЛИ-HE и
обратно. Два' един след друг
свързаии инвертора дават отно-
во първоначалиата функция. Как-
то показват фиг. 1.10 до 1.17,
с MOS ИС могат да се осъще-
ствят всички логически функ-
ции, включително комбиниранн.
Например ИС U 107 D (фиг. 1.16)
съдържа 4 елемента И с по
два входа, като единият от-еле-
ментнте има допълнителеи из-
ход за функцията И-НЕ, което
в ИС се осъществява много
просто чрез още едно инвер ти-
ране на изхода И.
В ТТЛ техииката любителях се
среща най-често с елементи И-НЕ
Добър пример за това е фнг. 1.2.
Когато един (или повече едио-
временно) от емитерите иа
се свърже към маса, 7\ се
включва, с което Т2 и Г4 се за-
пушват, а Т3 се отпушва. Така
иа изхода Y се получава сигнал
(напрежеине), когато на входа
ие е подаден иикдкъв сигнал
(тук под сигнал се разбира
свързването иа съответиия вход
към маса). Това озиачава, че то-
зи основен логически елемент
действува пре ди всичко инвер-
тиращо и когато се използува
само един вход, може да рабо-
ти като обикновен инвертор. За
да няма сигнал иа изхода, е не-
обходимо на вход А и вход В
да се подаде положителио на-
прежение — само тогава 7\ се
запушва и напрежеиието на Y
е нула. Следователно входът
изпъл^ява функцията И, а по-
ряди изпълияваиото още инвер-
тиране целият елемент е И-НЕ.
На фиг. 1.18 е пояснено по-
ведението на един ТТЛ осио-
вен логически елемент в схемн-
те. За всички схеми в тази кни-
га са приети следните означения
и уговорки. Логическият еле-
мент винаги е представеи -като
един цялостен гра дивен елемент
Фиг. 1.18. Работа иа логически еле-
мент И-НЕ:
а—двойне иивертиране; б—«.отношение ня ин-
вата на входа и .дохода на един ТТЛ логи-
чески елемент
37
на схсмата. Както в схемите от
дискретната техника, с конто
любителят е свикнал. и където
транзисторите се означават с Т,
диодите— с Дит. и., тук ло-
гическите елементи се озиача-
ват с ЛЕЬ ЛЕ2 и т. н. За во-
добра прегледност някъде в
графичния символ на логический
елемент е вписан само номерът
му, а означението ЛЕ е из-
пуснато, както е иа фиг. 1.18.
Показаните там елементи ЛЕХ —
ЛЕ4 могат на практика да бъ-
дат както в една единствена
ИС (например в случая D 100),
така и в повече различии ИС.
Освен това се допуска неизпол-
зуваните входове на елемеити-
те да не се изобразяват, както
е при ЛЕг. В по-големите схе-
ми за по-лесно проследяване на
общото действие на схемата
върху никои свързващи провод-
ници са показали полярността и
видът иа по-важиите сигнали.
Например иа фиг. 1.18 е пока-
зано, че на входа Ах на ЛЕг
нормално има някакво постоян-
но напрежение; подаден сигнал
иа този вход означава, че то-
ва напрежение спада и след то-
ва се възстановива импулсно.
Това положение на нещата се
изобразява на схемата с означе-
ните им пул си. Тъй като логи-
ческият елемент инвертира, нм-
пулсът се появява на изхода Yt
с обратна поляриост. По изо-
бразеиия импулс веднага се за-
клкнава, че на свързващия про-
водник Yx — Aq нормалио (ко-
гато не е подаден импулс) ия-
1 напрежение.
Понятнето „сигнал" трябва да
се дефнинра по-подробно. Досе-
га то се определите опростено
като „наличие на напрежение"
или „липса на напрежение". но
при различиите „фамилии" ИС
тези определения отговарят на
различии иапрежения, естестве-
но стаидартизнрани в рамкитс
на съответната техника (ТТЛ,
MOS и т. н.). В такъв случай
се говори ие за иапрежения, а
за „логически нива". Пример
за ТТЛ техниката е даден на
фиг. 1.18 б. Ако входът на ло-
гический елемент е свързан
към маса (фиг. 1.2 а), иапреже-
инето на този вход е близко до
0 V. На практика то не може да
бъде точно нула, защото връз-
ката към маса се осъществява
иапрнмер през изходиия тран-
зистор иа един предишеи ло-
гически елемент. Максима лно
допустимата стойност на това
напрежение трябва да бъде око-
ло 0,8 V. При това положение
към маса протииа емитерният
ток на входния транзистор 7\,
чиято типична стойност е око-
ло I га А, а макснмалната му
стойност е към 1,6 mA. В това
състояиие изходът на логиче-
ский елемент дава напрежение
най-малко 2,4V, като типичната
стойност е около 3,5 V. Нико-
га не може да се получи пъл-
иата стойност на захраиващото.
иапрежеиие 5 V, защото (вж
фнг. 1.2 а) в Тя и Д3 има
пад на напрежение.
Когато на входа иа логиче-
ский елемент се подаде иапре-
жеиие иай-малко 2,0 V, вход-
ният транзистор Г, се запушва,
защото сега неговото емитерно
напрежение е по-положително
от напрежението иа базата му,
което не може да бъде по-голя-
мо от сумата на иапреженията
38
фиг. 1.19. Към дефиницията на логи-
ческите нива при ТТЛ н MOS логи-
чески схеми
върху емитериите преходи на
Гг и Т4 (около 1,4 V). В резултат
Т4 се от п у шва и на изхода на
логический елемент се получават
само около 0,1 до максимално
0,4 V.
За разлнка от ТТЛ техника-
та MOS ИС работят с отрица-
телни напрежеиия. Пора ди това
не само стойностите, но и зна-
чите на входните и изходните
сигнали са различии. Въпреки
това, за да могат различните
ИС да се разглеждат по еди-
нен иачин, след като първона-
чално са се използувалн различ-
ии определения и означения, се-
>’а международно са приети
едиини такивр определения и
означения. Те се използуват и
в тази книга. Това се пояснява с
фиг. 1.19. Най-напред трябва да
се прави разлика между^оги-
ческата стойност нв един сиг-
нал и съответното иа нея на-
прежение. Логически та стойност
е относителио понятие и завися
от първоначалиото й дефинира-
ие, което от своя страна е в
зависимост от конкретното при-
ложение. Общоприети са поия-
тията „логическа 0“ и „логиче-
ски 1“ (означаваието на „логи-
ческата 1“ с „L“ не е удачно,
защото така ще се бърка с
озиачението иа ниско ниво иа
сигнала L). Каквр ще се смята
за „логически 0“,е въпрос на
прием ане, както показва след-
иият пример. Разглежда Q? един
направеи от любител добре из-
вестен фотодатчик, чийто фо-
топриемник (един фоторезистор)
осигурява сигнал за следващата
логически схема. Кокато фото-
резисторът е осветен (това е
иормалното му съ стояние, т. е.
състоянието му в покой, когато
датчикът се използува в свет-
линиа преграда), той дава ток,
респ. сигиално напрежение („ло-
гически 1“). Щом светлинната
39
преграда бъде пресечена, фото-
резисторът става Високоомеи
и сигиалът става „логическа 0“
(липса иа ток). Това обаче е
само едва възможно прието
съответствие между действи-
телиите сигнали и логическите
им стойиости. Ако същото ус-
тройство се използува като
предпазио или алармеио, инте-
рес представлява случаят, ко-
гато светлинната преграда е
прекъсиата. Следователно в та-
къв случай състояннето „висо-
коомеи фоторезистор, липса на
електрически сигнал (ток)" има
значение на алармен сигнал и
затова иа него трябва да съот-
ветствува логическа 1! Въпреки
това много по-често се приема
с логическа 1 да са означава
състояннето „наличие на напре-
жеиие“. За самото фуикциони-
ране на схемите обаче е по-це-
лесъобразио сигналите да се
разглеждат като „по-високо“
илн „по-ииско“ иапрежеиие на
входовете и изходите на логи-'
ческите елементи. Пора ди евеи-
туално различните знаци на те-
зи напрежеиия обаче съществу-
ва опасност от объркваие. По
тази причина е прието понятия-
та „высоко" и „ниско“ да се по-
ясняват чрез импулсни време-
диаграми, което е дадеио по-
дробно на фиг. 1.19. Нека най-
иапред обърием внимание върху
съотиошенията в ТТЛ техника-
та. Логическата 1 тук е иапре-
жение със стойност над 2,4 V,
при това положително, тъй ка-
то захраиваието на ТТЛ схеми-
те е +5 V. Областта между
тези две стоимости е означена
с Н (от англ. High=BHcoKo).
р|апреженията за логическа 0
са между 0 и около 0,4 V — об-
ластта е отбелязана с L (от аигл.
Low = ииско). Логическа система,
при която логическата 1 се из-
разява чрез положителио напре-
жение, както е в ТТЛ техника-
та, се нарича „положителна ло-
гика Съотиошенията в MOS
техниката са обратии и те са
дадеии в съответен мащаб съ-
що иа фиг. 1.19. Тук също спо-
ред дефнницията „логическа
1“ =„наличие на напрежение",
а „логическа 0“=„(почти) липса
на напрежение". Съответствието
на действителиите нива иа си-
гнала обаче е обратно, поради
което при MOS техниката се
говори за „отрицателна логи-
ка"— на логическа 1 тук съот-
ветствува по-отрицатели© напре-
жение, т. е. ниско ниво L.
При съмиение с помоста на
фиг. 1.19 любителят винаги мо-
же бързо да си изякни истин-
ското съответствие между ло-
гическите стойкости и знаците
и стойиостите иа сигналните
напрежеиия в дадеи случай. По-
казаните иа фигурата широко
използувани в международен
мащаб съотношении имат пре-
дим ството, че дават възмож-
ност за едиино представяне на
характеристики, диаграми и та-
блици иа логическите функции.
Следователно даваните напри-
мер в логическите схеми поляр-
ности иа им пулсите (както на
фиг. 1.18 а) могат да се пред-
ставят по едниеи начин незави-
симо от вида на използуваиите
ИС. На фиг. 1.18 а е показано,
че на входа на ЛЕг и на изхо-
да иа Л£2 в състояние на по-
кой има висок потенциал (Н), а
при предаваие на сигнал за вре-
40
мето на продължителността на
сигнала потеициалът става ни-
сък (L). Логическите иива, на
конто отговарят напрежеиията
и токовете иа входовете и изхо-
дите на логическите елементи,
ее отбелязват в означенията на
тези величини със съответния
индекс, както например е пока-
зано на фиг. 1.18 б за входо-
вете и изходите иа JIES и ЛЕЛ.
Между стандартизираните ии-
ва Н и L на съответиата фами-
лия ИС винаги съществува пре-
ходна облает, в която се из-
вършва процесът на превключ-
ване ва логический елемеит (на-
пример за фиг. 1.2 а преминава-
нето на 7\ от отпушеио в за-
пушено състояние). За нивата
вътре в тази облает не ’може
да се даде едиоз <ачио съответ-
ctbv е на някаква енгнална функ-
ция. Това означава, че въпреки
че при определени обстоялел-
ства работата на отделии ИС или
ЛЕ в „забраиената* облает мо-
же да бъде допустима, в такъв
случай съществува опасността
(особено в близост до Прага на
превключване) следващите ИС
или входове на ЛЕ да ие реаги-
рат еднозначно на подаденото
„забранено “ ииво, т. е. ие се
аиае как те ще идентнфипират
това ниво — като Н или L. За-
това между граииците на нива-
та Н и L за сигуриост трябва
Да има значително разстояние.
Това е необходимо между
Другото, за да се отстрани влия-
нието иа толераисите в пара-
метрите на ИС и за да се
[□виши устойчивостта срещу
смущаващи сигнали.
1.2.5. Особености и данни
на ИС
1.2.5.1. Какао нзразяват
данннте аа 'ИС?
Малко от даваните от произ-
водителите данни за ИС пред-
ставляват интерес за любители-
те. Това са вреди всичко иоми-
иалните и граничните стойкости
на захранващите напрежеиия и
входните и изходните величини,
евеитуалио устойчивостта на къ-
си съединеиия откъм изходите,
както и токовете, протичащи
през входните и изходните про-
водиици. Голям брой даиии, осо-
бено тези, конто характер из ират
дииамичните свойства на ИС
(времена иа превключване и за-
къснеиия и др.) и често са евърза-
ни с определени измервателни
схеми, почти нямат значение за
любителя. От гледна точка иа
промишлените им приложения
цифров ите ИС се разработват
с възможно най-голямо бързо-
действие. Максималната работ-
на честота за ТТЛ ИС от се-
рията D1... е около 25 MHz.
Специалисте ТТЛ ИС от „бър-
зата“ серия D2... достигат зна-
чително по-високи работни че-
стоти. За разлика от тези ИС
MOS логиката от серията U
може да се използува „само*
до честоти, не по-високи от
1 MHz. Тези стойкости зависят
твърде много от конкретиия
случай на приложение, от вън-
шиата схема и т. н., което тряб-
на да се има предвид, в слу-
чай че ие трябва да се изпол-
зува максималното бързодейст-
вие иа дадеиа ИС.
ТТЛ сериите D1... и D2...
41
не се различават ст>ществено от
где дна точка иа любителя. „Бър-
зата“ серия D 2... има около
20—50% по-голяма коисумация
иа ток и в „товариите коефи-
цненти" на входовете и изходи-
те стойиостите на токовете са
с около 20% по-големи, откол-
кото при D 1... Иначе типови-
те означения и вътрешните схе-
ми, както и разположението иа
изводите на двете D серии съв-
падат. Следователио любителят
може да реализира дадена схе-
ма, проектираиа нормалио с ИС
от серията D 1..., със съответ-
ните ИС от серията D 2..., с
каквито той евентуално разпо-
лага. Само в много малко слу-
чаи високите работни честоти
на серията 2... са абсолютно
необходими, ио даже и тогава
една схема, проектираиа напри-
мер за D 200, а изпълнена с
подбрани ИС D 100, може по-
някога да работи добре. Може
да се спомеие още ТТЛ серия-
та Е.. конто обаче няма осо-
бено значение за любнтёлите, за-
щото по всички интересуващи
ги параметри тя отговаря на
серията D, но е проектираиа -за
повншеии климатичии и эисква-
ння и стесиени толеранси. В
промишлеиостта сернята Е се
използува за устройства с из-
ключително голяма надеждност,
конто иапрнмер трябва да рабо-
тят еднакво успешно както при
тропически климат, така и в по-
лярни експедиции. В приетите
от много фирми означения ва
жмповете на ИС зиацнте 74..
В се използуват за обикновеии-
Н ТТЛ елементи. Например SN
/400 N=D 100, SN 7472 N =
— D 172 н т. н. Буквата N след
номере иа типа в серията 74
означава пластмасов корпус, а
буквата J — керамичен корпус.
ИС, конто отговарят на серията
D 20, се озиачават чрез вмък-
натата буква H(D 200C=SN
74HOOJ). Ако вместо Н е вмък-
ната буквата S, това е ИС от
т. нар. Шоткн ТТЛ техника.
Серии с повишена иадеждност
или повишена устойчивост иа
климатични факторы започват
най-често с 84... или 54... Те-
зи малко сведения могат да бъ-
дат достатъчни за грубо ориен-
тиране. Тук не могат да се да-
дат подробности за по-нови се-
рии (маломощни типове, „бав-
ни“, коисумиращи по-малки то-
кове ТТЛ -ИС, специални, устой-
чиви на смущения ТТЛ ИС и
т. и.), ио те засега едва ли имат
значение за любителите.
Разположението ла изаодите
на ТТЛ н MOS ИС, както и на
аналоговите ИС, изготвени в
обнчайните двуредови корпуси
тип DIL, се дава винаги в по-
глед отгоре, като краче № 1 е
долу вляво до реперния знак, а
следвашите крачета се броят в
посока, обратна иа часовинко-
вата стрелка. Обратно, при ИС
в транзистороподобни кръгли
металии корпуси (корпуси тип
ТО) разположението на изводи-
те се дава в поглед отделу, как-
то ё обичайио за класическите
транзистори. При тази конструк-
тивна форма (която се използува
главно за аналогови ИС) тряб-
ва да се има предвид освеи
това, че металният корпус е то-
копровеждащ и свързан с въ-
трешен елемент иа схемата (най-
често с подложката). Затова
при монтажа иа такъв елемент
42
трябва непременно да се избяг-
ва късо съсдинеиие между кор-
пуса му и други конструктивни
елементи на схемата!
Най-често нзползуваиите ци-
фровн НС изискват единчи за-
хранващи вагтрсження, конто
трябва да се спазват и конто
определят токозахранващия из-
точиик, необходим иа любители
за конкретиия случай. ТТЛ ИС
изискват винаги положително
захранващо на прошение (Ucc=
= 4-5 V), a MOSIIC от серията
U —иай-често две отрицателии
захранващи иапрежения (—13 V
и — 27 V), като в отделил слу-
чаи може да бъде достатъчно
само едио от тези напрежения.
Най-сетне аналоговите ИС поня-
кога изискват две захранващи
иапрежения 7 различна поляр*
иост. Така например често из-
ползуваният за различии цели
аналогов опера ционен у сил вате т
А 109 изисква две захранващи
иапрежения съответно 4-15 V
и—15V, а типът А ПО —
4-12 V и —6 V. Тук ще дадем
и едиа забележка към необходи-
мата стабилност на захранващи-
те напрежения. Често произво-
дит елят препоръчва много мал-
ки толеранси за тези иапре-
жения (например за ТТЛ ИС
4-4,75++5,25 V), което обаче
ие означава, че и в любителска-
та практика трябва да се под-
държа такава точност и ста би л-
ност на захранването. Разбира
се, абсолютните граничны стой-
кости (например за ТТЛ 4-7,0 V)
не бива да се иадвишават дори
за кратко време! Предписаният
от производителя тесеи толеранс
на захранващото иапрежение оз-
начава само областта, в която
производнтелят дава гараиция
за изпълняване на всички функ-
ции на съответните ИС при за-
пазване на всичките им парамет-
ры. Този толеранс трябва да се
спазва непременно при големи и
сложни схеми. В действителност
обаче по-простите любителски
схеми могат да работят сигурио
с около 4—4,5 V. Допуска се
също да се използуват захран-
ващи иапрежения до (иай-много!)
6,0 V, без да съществува опас-
ност от повреждане на елемен-
тнте. За аналоговите ИС съот-
иошёниита с а други. Да дените
за тях захранващи напрежения
са обикновено максимални стой-
кости и аналоговите ИС могат
да работят задоволително с на-
прежения до 30% по-ниски.
Ста «дартизираните захранващи
напрежения са впрочем предпо-
ставка за получаваие на стаи-
дартните ннва на сигналите, по-
казаии на фиг. 1.19. Следствие на
това е и възможиостта да се
евързват иепосредствено един с
друг входовете и изходите на
ИС от една и съща „фамилия".
Въпреки това именно в люби-
телската облает представлява
интерес поведението на входо-
вете и изходите при прилагаие
на нестандартии напрежения,
както и при късо съедииеиие
иа изходите към маса и към за-
хранващия източник.
Собствено проучваие и уста-
иовяване иа данни за непознати
ИС от любителя е нзключено и
недопустимо. Това впрочем е
иевъзможно в общия случай и за
специалисти, когато типът и раз-
положеиието иа изводите на ИС
не са известии. За ИС, чиито
означения на типа и разположе-
43
ние на изводите са известии, лю-
бителях може само да провери
дали определени номиналии
стойностн се спазват, с кое^о
може да се установи годността
на ИС. Проверка за установява-
не на изводите иа ИС както при
транзнсторите тук ие е възмож-
на, тъй като според полярност-
та и точките на включване на
изпитвателното напрежение в
ИС се получав ат различии пара-
зитни токови „пътища**, което
не дава възможност да се иа-
прави каквото и да е заключе-
ние за действителната роля на
изпнтваиите изводи. Така че лю-
бителят не може в никакъв слу-
чай да използ^ва ИС с иепознат
произход и без някакви по-точни
данни, още повече че формата
на корпуса и броят на изводи-
те много рядко дават възмож-
ност да се иаправи нзвод за
принадлежността иа иякоя ИС
към съответна фамилия, като
дори не е възможно да се уста-
нови далн тазн ИС е аналогова
или цифрова.
1.2-5.2. Няколко типнчнн
примера с данни за ИС
ТТЛ ИС
Захранващото напрежение иа
ТТЛ ИС е +5,0 V. Консумация-
та на ток от захранващия из-
точник зависи от „съдържаиие-
то“ на ИС и освен това от съ-
стояиието й. За един отделен
логически елемент (фиг. 1.2 с) на-
зтример тя възлиза на около 1 га А,
когато на изхода му има потенци-
ал Н, и около 3,5 mA, когато на
врхода има L. Тъй като в една
ВС има различен 6poij ЛЕ (.на-
тгримср в D 100 има 4 ЛЕ), кои-
то могат да бъдат в различно
състояние, ясно е, че общата
коисумация на ток енлно зави-
си от състояннето иа отделни-
те ЛЕ (отделно от това се да-
ва толеранс между различии ек-
земпляри +30°/о). Консумация-
та иа ИС с по-висока стелен на
интеграция е съответно по-го-
ляма (до почти 100 mA за ин-
теграл ните броячи D 192, D 193
и др.). В практиката си люби-
телях никога не бива да превн-
шава захранващите напрежеиия
на ТТЛ ИС повече от 6V. Ос-
вен това иа входовете иа ИС
не бива никога да се подават
напрежеиия, по-високи от номи-
налното захраиващо напрежение,
особеио когато не са взети до-
пълнителни мерки за ограниче-
на не иа токовеге.
Особено значение за ТТЛ ИС
нма „коефициентът на натовар-
ваие“. Този параметър се изпол-
зува при днректио евързваие на
входове и изходи вместо кои-
кретни стой зости на токове или
напрежеиия. Той изразява кол-
ко входа могат да се включат
паралелно към един изход. Как-
то се вижда от фиг. 1.2 а, ко-
гато изходът на ЛЕ е в състоя-
ние L (7\ отпущен), през него
към мае а протичй су мата от
емитерните токове на входните
транзистори 7\ иа евързаните
към този изход логически еле-
менти. Това означава, че към
изхода ие могат да се включат
произволен брой входове на ло-
гически елементи. Този брой се
определи от емитериия ток иа
7\ към маса, който от своя стра-
на зависи от вътрешното ораз-
меряване на ИС и при един
вход на стандартен ТТЛ еле-
44
фиг. 1.20. Паралелно свързваие на вхо-
довете на ТТЛ елементи
мент е максимално 1,6 mA (ио-
минална стойност 1 mA). Този
ток се приема като едиа „то-
варка единица", следователно
на всеки вход на ЛЕ (при което
Тх се приема само с един вхо-
ден емитер) се приписва „вхо-
ден коефициент на натоварваие"
Д4=1. Трябва да се различават
входннят коефициент на нато-
варване Nf от изходния коефи-
циент иа натоварваие AZO. «Ии-
дексите тук пронзлизат от ан-
глийските означения за вход 1
(Input) и изход О (Output). В тех-
ническата литература натоваряе-
мостта на изхода иа логический
елемент се озкачава понякога и
с английский термин „fanout".
Значеиието иа коефициеита иа
натоварваие е онагледено на
фиг. 1.20. Когато към един из-
ход на логически елемент (тук
са свързани паралелно по-
вече входове на логически еле-
мент, входните коефициенти на
натоварваие иа тези елементи
се сумират. В иормалния слу-
чай коефициснтът на иатовар-
ваие на един вход на логически
елемент е Изключения
има при НС с висока степей на
интеграция, където понякога от-
делки входове имат Nj до 4;
това се указва изрично в ката-
ложните даини иа тези прибери.
Схемата от фиг. 1.20 се състои
от обикновеии ТТЛ елемеити
(съгласно фиг. 1.2) Следовател-
но тук изходът на ЛЕ0 при
евързването му с ЛЕ^ЛЕ^ се
иатоварва с А/о= 10. Максимална-
та натоваряемост иа т. иар. стан*
дартнн ТТЛ изходи е Afo=10
(за no-евтините „любителски
ИС“ от съображения аа сигур-
ност се дава само Afo = 5). Кое-
фициент ^=10 не е достатъ-
чеи понякога при по-големи схе-
ми. Затова в основпата серия е
предвиден „мощиият логически
елемеит" D 140 (фиг. 1.5), кой-
то позволява No — 30. Всички
останалн данни на този елемент,
включителио неговият входен
коефициент иа натоварваие Nf=
— 1, съвпадат с данните иа екви-
валентния му тип D 120. Следо-
вателно АГО= 10 означава, че из-
ходният транзистор Т± в стан-
дартния изход (фиг. 1.2 а) може
да поеме иай-малко 16 mA, без
при това колекторното напре-
жение иа 7\ да превиши стой-
иостта 0,4 V. При състояиие Н
иа изхода иа логический еле-
неит (7\ запушен, Т3 отпушен)
обаче положеиието е друге. В
такъв случай изходното напре-
жение е между 2,4 и 3,5 V, вход-
ните траизистори 7\ на след-
ващите логически елемевти са
запушеии, така че първоиачал-
но може да се приеме, че изхо-
дът на логический елемеит не е
нато в арен токово. В действитсл-
иост между база та на Т1 (вътре-
шен потенциал около 1,4 V) и
емитерите му тече малък обра-
тен ток. Този ток трябва да бъ-
де „отдадеи" от изхода иа ло-
45
гическия елемент. За един стан-
дартен вход е допустим обратен
ток максималио около 40 А, та-
ка че изходът на ЛЕ0 трябва да
отдана ток около 0,4 mA. Тъй
като иа практика този изход е
винаги много по-иатоваряем, а
от друга страна, обратиият ток
на входиня емитер е почти ви-
наги много по-малък от 1 рА,
при сумиране на коефициентите
иа натоварване от значение е
само случаят при потенциал L.
Доколко съществува разлика
в това отношение, показва
фиг. 1.21 заедно с фиг. 1.2 а. За
простота Дотук беше прието, че
логическият елемент има само
един вход. В действителиост оба-
че входовете почти вииаги са по-
ие 2, като макснмално достигат
до 8(вж. фиг. 1.5.) Поиякога се
налага няколко от входовете иа
един логически елемеит да се
свържат паралелно (фиг. 1.21).
Когато в такъв случай „задейст-
вуващият" елемент ЛЕ^ има ни-
во L, това паралелно свързване
иа входните емитери на 7\
(фиг 1.2 а) действува като един
емитер, чийто ток (определен
вътрешно от /?j) е максимал-
но 1,6 mA и се разпределя меж-
ду отделните емитери. Следова-
телно при потенциал L паралел-
ното входно свързване действу-
ва само като 1. Друге е по-
ложението при потенциал Н. В
този случай паралелното свърз-
ване иа входните емитери е ек-
вивалеитно на много запушеии
диоди, чиито обратни токове се
сумират. Това озиачава, че за
ниво Н Nr=3. Поради значител-
но преоразмереиото изходио
стъпало иа задействуващия ЛЕ
обаче съществува достатъчеи
77Л eAffjwwnu
—
^-«7 - ЛсостояниеН
— 6 состояние L
Фиг. 1.21. При паралелно евързани вхо-
дове на един логически елемент в эави-
симост от потенциала на този вход се
получават различия коефицненти на
натоварване
запас, така че и при показаното
на фиг. 1.21 паралелно свързва-
не на повече входове може да
с е използува приближенного
Af/^l, т. е. да се приемат едиак-
вн коефициенти на натоварване
за двете нива. За любителски
цели е достатъчно практическо-
го правило, че „паралелно евър-
ваните входове на един логи-
чески елемент действуват като
един единствен вход".
MOS ИС
MOS ИС изискват едно за-
хранващо напрежение от —27 V
(граничим стойкости — 28 и
25 V; за любителски цели за дол-
на граница може да се прие-
ме —24 V) и почти винаги едно
второ захраиващо напрежение
—13 V (гранични стойкости—14
и—12V). Консумацията иа ток
за ИС е под 1 mA и се дава в
каталожните данни. MOS еле-
меитите следователно коисуми-
рат по-малки токове; поради по-
високите захранващи иапреже-
иия обаче те в никакъв случай
ие консумират по-малко мощ-
ност от ТТЛ елементите и в ни-
какъв случай не може да се ка-
же, че те работят, „без да кои-
сумират мощност*. При MOS ИС
46
също изходите на логическите
елементи се свързват непосред-
ствено с входовете на следва-
щите логически елементи. Както
може да се види от прииципиата
схема иа MOS елемент (фиг. 1.8),
входовете на практика ие пред-
ставляват иикакво натоварване
(това са гейтове иа MOS тран-
зисторн!), така че при MOS ло-
гическите елементи понятието
„входен коефициент на натовар-
ване* няма смисъл. Съответио
на това за изходите иа MOS
елементите не е нужно да се
да ват номинални стойности иа то-
ковете, конто те трябва да оси-
гуряват. Въпреки това пронзво-
дителят трябва да се съобразя-
ва в известна степен с възмож-
иото натоварване от гледиа точ-
ка на капацитивното влияние иа
проводниците от изхода и свър-
заннте входове. Капацитетите иа
свързващите проводници и иа
Входовете иа ИС (последните са
по-малки от 10 pF) при пре-
включване на изхода на логиче-
ский елемент (смяна на нивото
му) трябва да се презареждат
много бързо. Тозн процес обу-
славя достижимого работно бър-
зодействие на MOS техниката!
I Именно затова на изхода на
Фиг. 1.22. Натоваряемсст на изходите
иа MOS ИС
HuSoL(~-3V)
е&т
M0S елемент
ГК
17 / ^ЮОк
Huffo L ~2V)
MOS логическите елемеити се
използуват често противотактии
стъпала (фиг. 1.8 г). Производи-
телите на MOS ИС обикновено
не дават яикакви по-подробни
сведиия за натоваряемостга иа
тези прнбори, защото такива
сведения не представляват ин-
терес при осъществяваието на
логически схеми само с MOS
елемеити. Това е известно не-
удобство за любителя, защото
за него е проблематично свьрзва-
нето на изходите на MOS ИС
към „чужди“ елементи (траизи-
стори и др. ос вен гейтовете иа
принадлежащнте към същата
система типове MOS транзисто-
ри SMY 50—SMY 52 и U105 D).
Ориеитировъчни стойности за
омичиото натоварване на MOS
изходите в серията U са даде-
ии на фиг. 1.22. При инво L на
изхода на логический елемент
този изход трябва да се нато-
вари най-малкосъс 100 к2, защо-
то в противен случайизходного
напрежение може да спадие
под минималио допустимата
стойност —9 V. Това означава
същевременно, че от изхода на
елемента може да се получи
максимален ток около 0,1 mA.
При ии во Н на изхода то-
кового натоварване към захран-
ващия източиик може да бъде
около 0,2—0,3 mA, ако нивото
Н трябва да се поддържа иа
—2 V. Тъй като входного съпро-
тивление на един MOS логиче-
ски елемеит е около 108 Q, при
свързване иа MOS елемеити един
с друг минимално допустимите
стойности за RT на практика ие
представляват никакъв интерес.
Броят на паралелно включе-
ните входове към изхода иа
47
един MOS логически елемент
теоретично може да бъде доста
иад 100 и се ограничена на прак-
тика само от увелнчаващия се
от иеобходимого опроводяваие
паразитен товареи капацитет.
Ако свързаиото с това удължа-
ваие иа времеиата на превключ-
ване не пречи, тук ие същест-
вуват ограничения, свързаии с
иякакъв „коефициеит на нато-
варване", както е при ТТЛ тех-
никата. За влиянието на паразит-
нитс капацнтети, дължащи се
на свързващи проводници, вър-
ху времеиата на превключване
на MOS ИС, което може да бъ-
де много различно, може да се
съди по каталожнйте даннн на
съответните прнбори. Дадената
иа фнг. 1.22 мннимална стойност
иа /?т има значение, доколкото
дава представа за внсокоомиост-
та иа MOS схемите и свързаните
с нея проблемы по изолацията.
Паразитни връзки върху печат-
ните платки, причииени от оста-
тъци от запояващи средства или
от лага ния от прах при голи-
ма влажност иа въздуха, могат
много бързо да понижат товар-
ного съпротивление под 100 к£!
1.2.5*3. Токозахранване
и мерки за отстраняванс
на нзаниннте връзкн
Обикновено в схемнте на уст-
ройствата, изградени с ИС, не-
обходимите за всяка ИС захран-
ващи проводници, включителио
тези за свързване към маса, не
се изобразяват, за да се запазн
вгледиостта. Затова любите-
винагн трябва да има пред-
освеи нзобразените връзки
и свързването иа съответните
48
изводи на всяка ИС към маса (иу-
лата «а захраиващия източинк)
и захранващото иапрежение. То-
ва, разбира се, се отнася и за
схемите от тази книга. Изобра-
зяването на захранващнте про-
водници не е възможно по сми-
слен иачин и порадн факта, че
често отделинте логически еле-
менти на една ИС изпълняват
различии функции н са изобра-
зени в схемите разпръснато.
Въпрекн това захранващите про-
водници н особен© замасяващн-
те проводници са много критич-
нн и важии детайли, от конто
може да завнси в значителиа
степей функционирането на ед-
на ИС. Его защо тук са даденн
няколко важна указания в то-
ва отношение, които по-ната-
тък в тази книга се смята т
запознати ине сеспоменават
повече, но трядва да се спаз-
ват при всички дадени схеми.
Всички еднонменни изводи за
захранване (—Ux н —С72 при
MOSHC н -ЬС/сс при ТТЛ ИС)
и за маса на всички ИС в даде-
но устройство се свързват пара-
лелно. Порадн това особеио през
замасявашнте проводиици много
лесно се получават иежелани
взанмни връзкн. Това се отнася
предн всичко за ТТЛ техниката,
поради което следващите ука-
зания нажат особено за ТТЛ
елементите и схемнте с тях.
MOS техниката е сравнително
по-малко критична по отноше-
ние иа опасностнте от нежела-
ни връзки през захранващите и
замасяващите проводници, но
въпреки това любнтелят трябва
да съблюдава основните прави-
ла и прн работа с MOS ИС. Как-
то е известно, всеки проводник
Фиг. 1.23. Изменение на тока на кон-
сумация на ТТЛ елемент в занчснмост
от входного иапрежение
има известна нндхктивност, кон-
то не може да се пренебрегва,
особено при импулси със стръм-
ни фронтове, каквито са типич-
ны при ИС. Нейното влияние мо-
же да се разбере добре, ако се
разгледа поведението иа един
ТТЛ логически елемент в мо-
мента на превключването му.
Когато този елемент е в състоя-
нне L (на практика под 1 V,
вж. фиг. 1.19), той консумнра
ток около 1 mA, който се оп-
редели главно от и Rz
(фиг. 1.2 а). Т3 е запушен.
Ако при това положение вход-
ното иапрежение 17вк започие
бавно да се повишава, за-
почва постепенно да се запуш-
ва, в резултат на което Т3 се
отпушва. Те е вече отпушен, ко-
гато Г4 още не се е запушил
напълно. В областта на този на-
миращ се при около 1,4 V „праг
на превключване" на входното
иапрежение се получава един
много силен импулсен „ток иа
късо съеднненне*, ограничаваи
само от R3, който прбтича през
Яз> Ч'з и към маса. При по-
нататъшното понишаване иа
входното иапрежение Г4 се за-
пушва и консумираният ток на-
малява до типичната стойност
от около 3,5 mA за вход но пи-
во Н, респ. изходно ниво L. Във
връзка с това може да се лека-
же, че е за предпочитане неиз-
ползуваните входове да се евърз-
ват към маса, защото така се
получава по-малка консумация
на ток. Кривата от фиг. 1.23 мо-
же да снеме за измервателии
цели чрез бавно изменение на
входиото иапрежение. В практи-
ката бавните изменения иа на-
преженията при ТТЛ елементи-
те трябва да се избягват. При
иормална работа логическият
елемент се превключва мигновс-
но и затова кривата от фиг. 1.23
„се измннава" изключително
бързо, с което се избягват ие-
желани колебания (ВЧ самовъз-
буждане на логический елемент).
При това за много кратко вре-
ме възннква много къс, но със
значителна върхова стойност
остър токов импулс (вж. числе-
ните данни на фиг. 1.23). Това
е допустимо за краткото време
на превключване (в специални
режимы на работа и когато в
една ИС така работи само един
логически елемеит това може да
бъде допустимо и за по-дълго
време), защото продължител-
иостта иа този токов импулс с
върхова стойност около 20 mA
съответствува на времето на
превключване, което при ТТЛ
елементите е само няколко на-
иосекунди. В иормалиия случай
продължителността иа токовия
нмпулс е около 5 ns и по-малко,
което означава, че в проводника,
захраиващ този логически еле-
мент, става внезапна промяна на
тока с около 20 mA, което от-
4 Интегрддии схсмп
49
говаря иа честота 200 MHz и
повече. Последната числова ст’ой-
ност може да даде представа
иа запозиатия с внсокочестотна-
та техника любите л за пробле-
мите, възникващи при тези об-
стоятелства. В такъв случай мо-
же да се разбере, че когато за-
хранващите или замасяващите
проводиици проявяват значител-
па иидуктнвност (което на прак-
тика е неизбежно), при подобии
„високн честоти", респ. стръм-
ност иа фроитовете на нмпулси-
те, дори само няколко санти-
метра проводник, свързан към
извода на ИС, действува като
„високочестотен дросел“.По та-
зи причина за времето на остро-
върховия токов импулс захран-
ващото напрежение „отпада" и
това се отразява най-малкото на
останалнте съдържащи се в да-
дената ИС логически елементи,
а през замасяващия проводник—
и на други ИС. В действител-
иост тези значителни преходии
токове и предизвиканнте от тях
смущаващи импулси в захранва-
щите и замасяващите провод-
инци са най-честата причина за
„иеобяснимото" иежелано задей-
ствуваие на тригери и чакащи
мултивибратори, за грешки при
броеието в броячите и т. и.
Главното условие за избягва-
не на такива смущения е преди
вснчко осигуряването иа зама-
сяваие с възможно иай-голяма-
та повърхнииа, като замасява-
щите проводиици трябва да бъ-
дат изключителио къси и в то-
ва отношение прн монтажа те
4^мат предимство пред всички
^руги свързващи проводиици.
она означава, че прн печатните
платки всичкн разполагаеми по-
върхности, покрити с медно фо-
лио, трябва по възможност да
се включат в масата; а при кои-
венционалння монтаж за замася-
ване трябва да се .използуват
проводиици с възможно най-го-
лямо сечение! Освен това се
препоръчва замасяването да се
реализира „мрежообразно", т. е.
чрез множество напречни връзки
или решетка от замасяващн про-
водиици да се създадат много
пътища за тока. Доколкото е
възможно, аналогично има сми-
съл да се нзпълни и опроводя-
ването на захранването. Въпре-
ки това влняинето иа индуктив-
ное тите в близост до изводите
иа ИС не може да се пренебрег-
ие. Поради това при ТТЛ ИС (и
за всеки случай при MOS ИС)
се поставят винагн т. нар. раз-
вързващи (опорни) кондензато-
ри, конто се евързват непосред-
ствен© между изводите на ИС
за захраиване и маса. Тяхното
включваие нма смисъл само ако
са евързаии възможно иай-близо
до изводите на ИС и ако за
целта се използуват високоче-
стотии типове (на практика сле-
дователно само керамични кон-
деизатори)! Тези развързващи
кондензатори подобно на за-
хранващите проводница не се
изобразяват на схемите, но са
необходима и трябва да се
имат пред вид! На фиг. 1.24 е
показано възможното разполо-
жение на развързващите кон-
дензатори при ИС. Най-сигурио
е любителят да се рьководи от
принципа, че целесъобразиостта
има предимство пред красотата
и да разполага тези коиденза-
тори непосредствено иад ИС; по
този начин се получават възмож-
50
—j-—j-—-j-—-j-------o.W
Pr рг p> Ji p |_^j-
4)
Фиг. 1.24. Разполэгане на развързра-
щите кондензатори при ИС:
а—прос1рвнстве>ю; б—елсктрическа схема
но най-къси свързващи провод-
ници. При ИСу е поставен тръ-
бен керамичен кондеизатор, а
при ИС2—дисков керамичен кон-
деизатор. Само ако ИС са та-
кнва, че късите смущаващи им-
пулси ие им влняят, може да се
поставя по един развързващ
кондеизатор иа 2—'3 ИС, както
е показано иа фиг. 1.24 с С8 (за
ИС3 н ИС^. Това важн напри-
мер за дешифратора схеми за
управление иа цнфрови лампи и
изобщо за логически елемеити,
след конто нвма тригерни стъ-
пала или други чувствителни на
импулси елементи и блокове.
Дори при такова пространстве-
ио разполагане на коидензато-
рите обаче не могат да се из-
бягнат никои твьрде дълги
свързв-щи проводиици, напри-
мер между С3 и краче 7 (извод
за маса) на ИС9 илн между С3
и краче 14 (\UC^ на ИС^
Впрочем в един любителски мон-
таж ияма нищо лошо, ако за-
храиващите и замасяващите про-
водннци (възможно по-дебели)
се прекарат над ИС по най-къ-
сия път. Това се отнася дори за
случая, когато схемата ще се
реализира върху печатна плат-
ка и любителят трябва да рас-
положи цялото опроводяване в
една равнина. Тозн „неподре-
ден“ начни на опроводяване съв-
сем незиачителио ограничава до-
стъпа до отделните ИС, необ-
ходим за евеитуалио нзпитваие
и проверка на схемата.
Препоръката за поставя не по
един развързващ кондеизатор на
всяка ИС превишава препоръ-
ките на производнтелите, но лю-
бителят ие трябва да проявява
прекалена пестеливост, още по-
вече че иито цеиата, инто необ-
ходимого място за развързва-
щите «ондензатори са толкова
значителни!
Докато развързващите кои-
деизаторй прн всяка ИС слу-
жат като „буфери* за токовите
нмпулси в захранваието, полу-
чени при превключване, срещу
проннкването на външни смуща-
ващи импулси през захранващи-
те проводиици трябва да се взе-
мат допЪлнителии мерки. За цел-
та паралелно иа клемите на за-
хранващия нзточннк се включ-
51
ва по един електролнтен кои-
деизатор на 5—10 ИС, като оба-
че най-малко по един електроли-
теи коидензатор трябва да се
включи на входа на всяка пе-
чатна пЬатка. Освеи това пара-
де лио на този електролнтен кон-
деизатор трябва да се свърже
още един керамичен развързващ
кондензатор, тъй като при ви-
соки честоти електролнтинте
кондензатори не действуват. На
фиг. 1.24 а това е показано с
кондензаторите С4 и Съ. Развърз-
ващите кондеизаторн трябва да
бъдат иай-малко по 10 nF, ка-
то е по-добре да се използуват
стойности около 33 nF. Капаци-
тетът на електролитния конден-
затор се избира в завнсимост от
броя иа захранваните ИС в ин-
тервала 10-?• 100 р-F. Коиденза-
торът С5 трябва да бъде най-
малко 0,1 [1F н може да не се
включва само в случай че се
захраиват мал ко на брой вклю-
чени едиа след друга ИС, при
всяка от конто има развързващ
коидеизатор. В иякои изключи-
телин случаи с цел да се пояс-
нят подробности в токозахран-
ването, на схемите се изобразя-
ват захранващите проводници н
всички развързващи кондеиза-
тори, както показва примерът от
фиг 1.24 б. Тук това е напра-
вено, за да се разбере дадено-
то пространствено разполагане
на кондензаторите към ИС.
В литературата често се да-
ват указания за стабилиостта на
захраиващите напрежеиия, вклю-
чително и за любителските схе-
еКазва се например, че за-
ващите иапрежения за ТТЛ
трябва да бъдат много „до-
стабилизирани" (което нз-
исква евеитуалио скъпи стабили-
заторнн устройства). Това оба-
че ие бива да се схваща като
абсолютно необходимо условие
на любителската практика. В
действителност цифровите ИС
работят надежд но и стабялно
и с малко по-високи, а поиякога
и при учудващо по-ниски за-
храиващи иапрежения. Разбира
се, допустимите горни гранични
стойности ие бива^да се преви-
шават! Производителите да ват
обикновено като гранична стой-
ност иа захраиващото напреже-
ние за ТТЛ ИС 7 V, като до та-
зи стойност не иастъпват ри-
какви повреди на ИС. Те обаче
не гарантнрат, че ИС ще функ-
цноиират правилио до тази ви-
сока стойност. Любителят мо-
же без колебание да захраива
устройствата с ТТЛ ИС с 6 »V
(разбира се, като изключение!),
при което те ще работят сн-
гурно, без да има опасиост от
отказ или повреда в някой еле-
мент на схемата. От друга стра-
на, често е възможна работа на
схемите при иапрежения до 4 V.
Граиичните стойности нмат осо-
беио значение за по-малките
устройства с ТТЛ ИС, защото
те показ ват възможността за
евентуално1 използуваие на ед-
но. съвсем просто (нестабилизи-
рано!) батерийно захранване.
Обратно — захрачваието на уст-
ройствата с MOS ИС от бате-
рии не е удобно поради изис-
кваните вис ок и напрежеиия; при
захранване от мрежата обаче ие
е възможно да се мине без ед-
но просто (табнлизиране поради
възможните мрежови пренапре-
жения.
При захранване иа ТТЛ схе^н
52
5 К200 или др-под •
[*5,ЗУ) 1А,5с
' 1 i N 6VI Hanp.
кТ T____________0 _ \4 damepuu * 1,3V
1 O.IuF^SOOjlF
1№,5A
Pp
♦O iLZt— ^изахр
/-30.10'0
(Ge или Si)
Фиг. 1.25. Защитен диод в захранва-
щия проводин* срещу погрешно включ-
ване на эахранващото напрежение
от батерия съществува опасност
от погрешио включване иа ба-
терията (с разменеии полюсн)
по невнимание. Това води на
практика почти винаги до неза-
бавното повреждане иа вснчки
ИС в устройството! Поради тази
опасност схемите трябва да се
осигуряват с предпазеи диод,
включен, както е показано иа
фиг. 1.25. При погрешно вклю-
чена батерия диодът се запуш-
ва н предпазва устройството.
Той трябва да бъде подбран
според пълния ток. консумираи
от устройството. Падът на на-
прежение върху един силициев
диод е около 0,7 V. Следова-
телно, ако се използ \ва батерия
за 6 V, останалите 5,3 V са иа-
пълно задоволителна стойност
на захранващо напрежение за
ТТЛ ИС. Когато обаче батерий-
ното напрежение е само 4,5—
5 V, трябва да се използува
гермаииев диод за I A (GY 110
или друг подобен тип), падът
на напрежение върху конто е
само около 0,3 V. Кондензато-
рите след диода са идеитичии
с С4 и СБ от фнг. 1.24. При по-
големи устройства с ТТЛ ИС
(например предвидените за ба-
терийно захранване кварцови ча-
совници йли броячи-честотоме-
Фиг. 1.26. Паралелно свързване на за-
щитния диод срещу погрешно включ-
ване на эахранващото напрежение. Прн
включване към напрежение с обратна
полярност предпазителят Пр прегаря
ри) ко лсумацията иа ток може
да бъде иад 1 А и тогава пред-
пазният диод трябва да бъде за
10 А. При такова голямо токо-
во натоварване диодът трябва
да се монтира върху собствен
обемнст радиатор. Това неудоб-
ство може да се избегне със
схемата за защита от обратно
включване на батерията, дадена
на фиг. 1.25 (при това се избяг-
ва и загубата иа напрежение
вьрху диода). Тук при нормал-
иа работа през диода Д ток ие
тече (така отпада и необходи-
мостта на охлаждането му), а
при погрешно включване иа ба-
терията захраиващата верига се
свързва пред диода иакъсо и
необходимият за случая стопя-
ем предпазнтел Пр прекъсва
подаваието на захраивачето.
При използуването на външ-
ин токоизточинци понякога съ-
ществува опасността от прена-
прежения, особено при захран-
ване от мрежата, но също и
прн захраиваие от електроино
стабнлизиран захранващ блок,
когато регулиращият транзистор
в този блок се повреди н вслед-
ствие на късо съедииеиие не-
стабилизираиото входио иапре-
женне се подаде на проводин-
53
ците, захранващи ТТЛ схеми-
те. ЙС се понреждат от съвсем
кратковремеини пренапрежеиия
(и то не на първо място вслед-
ствие на топлиино претовар ване
на Кристала), поради което в
такива случаи трябва да се пред
видн съответно бързодейству-
ващо предпазно устройство сре-
щу пренапрежеиия. Много под-
ходящ за целта е един тиристор,
свързан, както е показано на
фиг. 1.27. В нормален режим тн-
рнсторът Th е запушен. Цене-
ровият диод ЦД трябва да бъ-
де с иапрежение иа стабилиза-
ция Uг иай-много 5 V. Щом иа-
прежението 6/м,р превмши сума-
та от и напрежеиието иа от-
пушване на тиристора, Th се
включва и веднага закъсява за-
хранващото иапрежение. Напре-
жението на отпушване на тири-
стора най-често е 1,5 1,6 V и
трябва да бъде проверено пре-
ди вграждането иа тиристора в
схемата. Времето на задейству-
ване на тиристорите от клас на
мощиост до 1 А е от порядъ-
ка на 1 [is и е достатъчно крат-
ко, за да се избягнат със сигур-
ност повреди иа ТТЛ ИС. След
включването на тиристора пред-
пазителят Пр прегаря, така че
Th също се иатоварва само с
кратък ударен ток. За да се
стопи Пр бързо, трябва да се
осигури протичаието на достатъ-
чеи ударен ток през него (съ-
що и при евентуалио голямо
вътрешио съпротивление на по-
вредения токоизточник), за кое-
то в схемата е включен коиден-
заторът Ср В иея може да се
включи допълннтелно и защи-
та срещу погрешно свързваие
към съответните полфси иа нз-
t httxp
Л ic, И’":: ‘
-о. ,
Th -ST 103/1 или др.под fe3A)
ЦД-Six is I5,1 или fy nod^Vt-S.OV)
I’p-IaupMU', fepsoSeimCyfam'-
Фиг. 1.27. Тиристорна схема за защи-
та срешу пренапрежеиия
точника. В схемата от фиг. 1.27
това може да стане чрез пара-
лелно включваие на диод, как-
то е на фиг. 1.26, като тук ди-
одът се включва паралелно на
Th. Когато любителят захранва
своето устройство с ТТЛ еле-
менти от сгабилизираи блок,
предпазеи тиристор трябва да
бъде предвиден непременно, за-
щото възможността за повреда
на регулиращия транзистор (къ-
со съединение на регулиращия
участък) не може да се изклю-
чи. С оглед на сигуриостта на
захранваинте ИС при подобна
повреда ва регулиращия тран-
зистор всички използувани елек-
тронни защитни схемн, работе-
щи на позиатия принцип с из-
ключване иа този транзистор,
иямат никаква стойност. Затова
към използуваните електроини
стабилизатора трябва да се
включи допълиително тиристор-
иата защитна схема. Тази схема
се свързва към стабилизатора,
както е показа, о на фиг. 1.28.
Елемеитите Th, ЦД и Пр отго-
варят на същите елементи от
схемата на фиг. 1.27 и трябва
да се изберат от същия тип или
иегов еквивалент. Електроиннят
стабилизатор може да бъде от
произволен тип. Добавяието иа
такава тирнсторна защита има
54
Фиг. 1.28. Комбинация от тиристорна
схема за защита срещу пренапрежеиия
с обикновен електронеи стабилизатор
смисъл и в любителската прак-
тика, ако цената иа всички ИС
в да де о устройство превишава
разходите за тиристора и цеие-
ровня диод, както е винаги при
средни нвголеми устройства.
От предпазни мерки могат да
се иуждаят и отделни ИС, ко-
гато техиите входове или нзхо-
ди са достъпии през някакви из-
води илн когато те се задейст-
вуват от напрежения с чужд
произход (не от самата схема).
Сравнително просто такава за-
щита .се осъществява при вхо-
довете на MOS елементите. В
интегралио изпълнение те съдър-
жат на всичкнте сн входове
вградени защитии гейтовн дио-
ди, както е при сернята SMY
(фиг. 117). В такъв случай е до-
статъчно пред входа на MOS
елемента да се включи едио по-
сле дователно съпротивлен не 1 —
2 М2, което не влияе върху
функциоиирането на входовете.
Изходите иа MOS елементите
могат да се защитят срещу къ-
си съедииения към маса или за-
храиваието посредством после-
дователно съпротивление около
100 к2. Малко по-подробно
трябва да се разгледа защитата
иа ТТЛ ИС. При основная логи-
чески елемент от фиг. 1.2 а е
допустимо трайио късо съеДи-
неиие иа един изход на ИС (ио
не на повече изходи в една ИС
ед повременно) към маса, обаче
при типовете с по-внсока степей
на интеграция н при мощните
логически елементи (D 140) къ-
со съединеине е допустимо са-
мо за максимално 1S. Опасно
е късо съедниение на изход на
ТТЛ елемеит в състояние L
(фиг. 1.2 аг. отпущен) към за-
хранващото иапрежение +(/сс.
Тъй като липсва всякакво огра-
ничение по ток, логическият еле-
мент се претоварва топлинно
много бързо, защото през изхо-
да може да протече ток, много
по-голям от 100 mA. Изходите
на ТТЛ елементите се защища-
ват срещу късо съединение чрез
един пос ледова телио свързаи ре-
зистор, както е на фиг. 1.29. След
резистора може да се включва
само още един друг ТТЛ еле-
меит (т. е. изходният коефициент
на натоварване се намалява на
А/^я^Ц). Ако съществува опас-
иост само от късо съединение
към маса, например прн изходи,
изведени иа щепселни клеми,
съпротивлението иа защнтння
резистор от фиг. 1.29 е доста-
тъчно да бъде 68 2. При тази
стойност Afos=si5—6. По-често е
необходимо да се защищават
входовете иа ТТЛ логическнте
елементи срещу грешни иапре-
жения. Това става със схема
от вида на тази, показана на
фиг. 1.30 а. Прн използуването
на тазн схема особено опасинте
за входа иа един логически еле-
меит отрнцателии напрежения
могат да достигнет на защите-
ния вход само до допустимата
55
ТТЛ ИС •
Фиг 1.29. Защита на изхода на ТТЛ
елемент от претоварване
стойиост 0,7 V, защото при та-
зн стойност се отпушва при
което действува токоограии-
чаващо. Положителиите напре-
жеиия също могат да достиг-
нат само до допустимата стой-
иост 5,6 V благодарение иа вклю-
чения към + Ucc диод Дг. С ре-
зистор /?jx 300 Q тази схема за-
щнщава снгурно срещу по-внсо-
ки входни напрежеиия до ±10 V.
За ТТЛ ИС от серията D2. . .
диодът е излишен, защото
тези ИС съдържат вграДен та-
къв ограничаващ диод, но и
Д1 са иеобходими и тук. За вхо-
дове иа MOS елементи. при кон-
то ие се използуват споменати-
те високоомни защитии резисто-
ри 1—2 MQ, за да не се огра-
ничава бързодействието нм, е
подходяща схемата от фиг. 1.306
с /?1г=^100 kQ. При дадените
стоимости този вход е защитен
сигурио до около ±300 V и за-
сова може да се включва на-
пример директив към мрежово
напрежение.
При схемите с ТТЛ елементи
понякога е необходимо напре-
жение, отговэрящо на ниво Н,
•все пак по-ниско от стой-
та на захранващото иапре-
ie -]-Ucc. Такова иапреже-
нне се получава с един какъвто
/ЛО5 ИС
Фиг. 1.30. Огравнчаване на пренапре-
женията на входовете на логически
елемент-
а—ТТЛ елемент; б—MOS елемент
и да е логически елемент от ИС,
конто не се използува за друга
цел в дадената схема. Тон се
свързва, както е показано на
фиг. 1.31, като входовете му се
замасяват (което и без това се
препоръчва за неизползуванв ло-
гически елементи с цел да се
иамали консумацията на ток от
захранващия нзточник). На из-
хода се получава около 3,5 V
при натоварваие с максимално
1 mA и около 2,0 V при иато-
варване с максимално 10 mA. В
случай че тези токове не са до-
статъчии, може да се използу-
ва мощен елемеит D 140, който
дава около три пъти по-големи
токове. Тази стойиост би могла
евентуалио да се удвой, ако съ-
държащнте се в една ИС два
елемента D 140 се свържат па-
ралелно по вход и изход (по-
следиото тук е допустимо по
изключеине).
Фиг. 1.31. ТТЛ елемент като поношен
източннк на напрежение с ниво Н
Напр.ГДТВКС
56
4Я -SL600. ЦА~$2Х191Юили други под
О} или 8р. под. за ?¥/ 7) ~КР5]7,КЕУ t& или др под
(PfiP,Sl, 8,5 W, с радиатор)
Фиг !.32. Получаване на допълнител-
ното захранващо напрежение — U2 от
главного напрежение—за MOS ИС:
а—най-проста възможност: б—с един допъл-
нителен транзистор може да се получи По-
годин нзюден ток
За схемите с MOS елементи
е необходимо преди всичко за-
хранващото напрежение—27 V
(—LZj при MOS ИС). От това на-
преженне с помощта на едни
ценеров диод много лесно се
получава — L72(—13 V). При схе-
мата от фиг. 1.32а от изхода за
—£72 може да се получи ток око-
ло 40 mA, което е напълно до-
статъччо даже за по-големи схе-
ми с MOS елементи. Схемата от
фиг. 1.326 дава по-големн токо-
ве на изхода за —€7а и освен то-
ва има предимството, че не е
необходим мощен цеиеров днод.
1.2 54. Използуваемост
на отчасти повреденн ИС
Използуваието иа отчасти по-
вредени ИС има смиеъл само в
любителската практика, и то при
експеримеитираие и в по-малки
обекти, прн конто еВентуален
по-късен отказ е поносим. Тук
става въпрос за ИС от типове-
те с основни логически елемеи-
ти, в конто ие фуикционира един
вход иа логически елемент нли
евеитуалио един цял логически
елемент В случай че една та-
кава повреда е предизвикана от
претоварванс (нренапрежение
нли погрешно включване), тряб-
ва да се има предвид, че оста-
налите логически елементи в ИС,
конто засега изглеждат изправ-
ии, могат да се повредят впо-
следствие. Това се случва, за-
щото в извънредно тънкнте про-
вод никови пътечки във вътреш-
ността иа ИС, получени чрез из-
пареиие, даже при нормален ре-
жим иа работа неизбежно токо-
вата плътиост е голяма. При
претоварваие в проводииковите
пътечки иастъпват структурии
промени (разместване иа мате-
риала), в резултат на което иа-
пречиото сечение на пътечкнте
се изменя, т. е. на определени
места те изтъияват още повече.
По-късно, дори при норма^лни
токове, тези промени продължа-
ват бавно, докато някои от пъ-
течките се прекъсват напълно.
Тези явления стават при съвсем
нормалнн н типични съотноше-
ния между иапречното сечение
на проводниковнте пътечки и от-
веждането на топлината от тях.
Те ие са свързаии с прегряване
иа кристала на ИС и с иегова-
та топлинна нздръжливост (до-
рн тя да е много малка). Гра-
иицата на приложнмост иа по-
вредеиите ИС е приблизнтелио
57
при типа D 172 (фиг. 1.6). Кога-
то входовете J и К или такто-
вият вход Т ие действуват, при-
бОрът може да се използува все
-още като обикновен RS-тригер,
превключваи чрез входовете му
за устаиовяване R и S. При вснч-
ки случаи в осиовните логиче-
ски елементи вснчкн повредеии
входове и изходи (прн неправил-
ио функциониране на целия еле-
мент—-всички входове и изхо-
ди) трябва да се оставят невклю-
чени, т. е. да не се спазва пра-
вилото, че изводите трябна да
бъдат включен и нли към иякак-
во напрежение, или към маса.
При такива ИС трябва да бъде
измерена поие коисумацията иа
ток /ззхр при номииалиа стой-
ност на эахранващото иапреже-
ние £/эахр. Ако тя се отклоиява
значително (също и към по-мал-
ки стойкости) от нормалните ва
този тип ИС стойности, цялата
ИС е напълно неиадеждна и не
бива да се използува повече.
При ТТЛ елемеитите освен това
трябва да се проверят входните
и изходните величиям на всеки
логически елемент. Любителят
обаче не може да предпрнеме
никакво измерване, без да позна-
ва номиналните стойности на те-
зи величини н вътрешната схе-
ма на ИС.
Трябва да се кажат няколко
думн за предлаУа ните преоцене-
ни „любителски ИС“. Почти ви-
нагн това са екземпляри, елек-
трически пълноценяи за съот-
ветните цели, като могат да имат
само някои иеголеми недоста-
»’тл, свързаии с технологията
Ж тяхното получаваие. Чипове-
ф, конто при технологичная про-
чее достнгат до херметнзиране,
са иай-малкото функционалио
годии. Възможци дефекта на
такива ИС могат да бъдат са-
мо отклонения от параметрите,
конто не ги правят неизползу-
ваеми, но не разрешават класн-
фицирането нм съгласно дей-
ствуващите стандарти за гараи-
тирани изделия. Такива дефекти
са главно увеличени времена на
превключване, а при ТТЛ еле-
ментите — и намалеи изходен
коефициент на натоварване по-
ради много високоомии изходи
на логическите елемеити. Авто-
рът е изеледвал за последняя
недостатък доста повече от 100
.любителски* ТТЛ ИС и само
в два случая го установи, и то
само ₽ малка степен (No&7,
респ. 8 вместо ^10). При MOS
ИС също се среща понякога
намалено входно съпротивление
на логический елемент (обаче
най-мчого до 107Й, което е до-
статъчио за любителски цели).
Рядко има повреди в евързващи-
те проводници на ИС, а именно
прекъснатн контактни провод-
ники между крачето-извод от
някой вход на логически еле-
мент и съответиата контактна
площадка. Такава ИС е напъл-
ио използуваема без повредения
вход. Следователи© любителят
може да използува тези преоце-
неии ИС почти винаги без ко-
лебание както съответните „га-
рантирани* екземпляри.
На фиг. 1.33 е даден пример
за иай-важните проверки на та-
кива ИС (в примера това е ИС
тип D 100), конто са „цодозри-
телни“ вследствие иа претовар-
ване или иещо друго подобно.
Във всеки случай трябва да се
измери консумирачият ток 1СС с
58
Л Ъ
^\30п
керамичен
J.O-- у -
напр.вЮО
Фнг. 1.33. Проверка на ТТЛ ИС
дава потенциал Н (около 2,5 V,
полученн с Rt- и /?х-свързва-
нето, показано с прекъсната ли-
ния /), при което измерваиото
с И2 напрежение н консумира-
ният ток ие трябва да се про-
д менят. За следващнте проверки
) Rt трябва да се отстраин от схе-
3 мата. Тогава входът иа логиче-
’ скня елемент се свързва към ма-
са (връзка 2). Уредът И2 тряб-
ва да покаже U s=«3,5V, след
което той се включва като мили-
i амперметър и се измерва токът
на късо съединение към маса —
той трябва да бъде 20-?30 mA.
Това измерваие иа изходння ток
। иа късо съединение при ИС с
по-висока степен иа интеграция
е допустимо за ие повече от 1 s!
I Това се отпася и за мощния ло-
гическия елемент (D 140). При
това трябва да се получат око-
ло 50 mA. Трябва да се има пред-
вид, че когато се проверява еле-
меит D 140, при съответните нз-
мерванич R3 трябва да бъде
I00Q, което съответствува иа
А^г^ЗО. Възможио е да се из-
мерн също входният чок при
ниво L (с мнлиамперметъра И3),
чиято типова стойност е около
I mA, а максималио дот стнма-
та—1,6 mA. Входният ток при
ииво Н (връзка /) едва ли мо-
же да се измерн с любителски
средства, защото той е в иано-
амперовия обхват (максимално
допустимата цу стойност е 40 рА,
а типнчната — много под 1 рА).
За всеки случай понякога се из-
мерва още обратяият входен ток
при Uai = Ucct като за целта
нходът на логическия елемент
се свързва през милиампермегър
директио към Ucc (извод 14).
Ако този ток е иад около 0,5 mA,
милнамперметъра Их. Трябва да
I се вчимава при това измерване
да не се претовари измервател-
ният уред в случай на вътреш-
но късо съедииение в ИС, като
за целта се използува токоогра-
| ничаващ токонзточчик или се
В свързва защитен резистор, и
В освеч това захранващото иапре-
В женне се унеличава постепенно
В от 0 до 5 V! Привидни отклоне-
В ния в резултатите от измерва-
ието, дължащи се на ВЧ само-
В възбуждаие в ИС, могат да се
Н избягиат чрез еди< развързващ
К кочдензатор с капацитет най-
мал ко 30 nF. Показана е основ-
В ната проверка на един вход (из-
В вод 10) иа логическия елемеит
В (фиг. 1.2) и на съответния нз-
В ход (извод 8). Най-напред извод
В 10 се оставя свободен, при кое-
В то иа изхода (извод 8) трябва да
В се получи ииво L. При свързаи
I резистор 7?3 = 330 Q към захран-
I ващото напрежение -\-Ucc, кое-
I то отговаря на коефнциент на
В натоварване А/’рлЛО, напреже-
В иието, измервано с Й2> трябва
В да остаие под 0,4 V. Ако това
В напрежение е по-високо, изход-
ният коефициент на иатоварва-
В ие е иамален. След това на вхо-
В да иа логическия елемент се по-
59
е възможно входният транзис-
тор на логический елемент да
бъде повреден. Въпреки това до
ток 1 mA такъв елемент може
да се смята за дочякъде годен,
ако той няма да работи в схе-
ми, в конто има резистори или
други външни превключващн
връзки към Ucc. Същите про-
верки трябва да се нзвършат за
втория вход на този логически
елемент (извод 9), а след това
според н i ждата — за всички дру-
ги логически елементи в даде-
иата ИС. Подходящи правила
за по удобна и по-точна провер-
ка иа тези параметры са дадеии
по-нататък.
За MOS елеМенти любителят
трябва да се ограннчи само до
груба проверка на тяхната функ-
ция, при което входы иа еле-
мента се свързва директно пър-
во към —2 V (ниво Н), а след
това — към —9 V (ниво L). При
елементи И и И-НЕ всичкн вхо-
дове на даден елемент се саърз-
ват паралелчо и се проверяват
общо, а при елементи ИЛИ и
ИЛИ-HE проверката се извърш-
ва за всеки вход поотделио
(фиг. 1.10). Съответният изход
на логический елемент трябва да
се натовари, както е на фиг. 1.22
със 100 kQ. Съблюдаването иа
иоминалиите стойности иа логи-
ческите нива се проверява с ви-
сокоомен волтметър. При подо-
зрение за нискоомиост иа иякой
вход на MOS елемент този вход,
респ. пара ле лн о свързваие на
входове, се свързва през съпро-
тивлеиие най-малко 10 М£2 към
—2 V, респ. —9 V, прн което ра-
бота та на елемеита ие трябва
да се измени.
60
2. РАБОТА С ИНТЕГРАЛНИТЕ СХЕМИ
2.1. УКАЗАНИЯ ЗА МОНТИРАНЕ
И СВЪРЗВАНЕ
НА ИНТЕГРАЛНИТЕ СХЕМИ
Както беше споменато, в схе-
мите се изобразяват отделимте
. функционални елементи на ИС.
Електрическата схема не показ-
ва нищо повече, т. е. не се да-
ва как: тези елементи са разпре-
делени по ИС и как са заети
изводите на ИС. Когато такива
сведения изобшо не са дадеии,
любителят има на практика „ сво-
бода та “ да разпределн фуикцио-
иалните елементи по ИС. Прн
това трябва да се има предвид,
че наличвите елемеитн в едиа
ИС са вннаги равностойни, та-
ка че при разпределянето им
съгласно електрическата схема
те се избират единствено от
съображеиието да се получи най-
нзгодио разположечие на свърз-
ващите проводници. Същото
съображение важи и при взаим-
ното пространствеио разполага-
ве на отделяйте ИС (например
надлъжно или напречно, в един
или в повече редове). Поради
големия брой връзки към една
ИС (който зависи от нейното
„съдържание") проектнрането
иа най-под ходящего разположе-
нне на елементите и пр овод ни-
ковите връзки между тях из-
исква повече умение и обмис-
ляне, отколкото при традицио-
нен монтаж с дискретни елемен-
ти. С цел да се остави на лю-
бителя повече свобода на дей-
ствие за създаване иа собстве-
ни проекти тук изобщо не се
дават монтажни скици иа плат-
кнте за съответните схеми. За
това има и още едио, специ-
фично за любителската практи-
ка основание, обясиено по-долу.
На любителите често се пре-
поръчва да работят с печати и
платки — обикновеуо еднослой-
ин и най-многото двуслойни. Ко-
гато обаче върху такива платки
се работи с ИС от по-сложен
тип и самото проектирано устрой-
ство има сложна схема, се уста-
новява, че не винаги е възмож-
но да се прокарат всички необ-
ходими проводникови пътечки
до съответните изводи на ИС.
Това е така дорн ако любите-
лят се примири с използуването
на и без това критнчните за ТТЛ
техниката „заобикалки" и „прим-
кн“ на свързващите проводници.
Тъй като обикиовено в тези
устройства има малко допълни-
телни елементи освеи ИС, конто
предлагат възможиост за пр.о-
карване иа пресичащи се про-
водници, а малкото* разстояние
между изводите на ИС почти
не позволява прокарваието на
проводникови пътечкн под са-
мите ИС, с което могат да се
реализират такива пресичащи се
връзкн, е неизбежно почти ви-
наги използуването на допълни-
телни проводникови мостчета.
Затова на любителя почти вяна-
наги може да се препоръча, осо-
беио когато правн само .един
екземпляр от дадено устройство,
да ие нзготвя специализирана
61
печатиа платка, а да използува
като иосеща основа на схемите
си продаваните експеримеитал-
нн растерни платки с разстоя-
ние между отворите (стъпка иа
растера) 2,5 mm. При това опро-
водяването се нзвършва изця-
ло с обикновен тънък калайди-
сан монтажей проводник. Всич-
ки ИС се поставят в съответ-
инте отвори на растерната плат-
ка и се закрепват много просто
чрез внимателио огъваие на всич-
ки крачета от долната страна
на платката (това е страиата,
нърху която се нзвършва опро-
водяването).
След успешно опроводяване
ИС са достатъчно здраво закре-
пени, без да са необходнми дру-
ги мерки за тази цел. Крачетата
трябва да се огъват винаги към
ИС (т. е. едио към друге, а ие
навън). Както и при другите
електронни елементи (миниатюр-
ки пластмасови траизистори и
др.), честото огъване на изводи-
те на ИС води твърде скоро до
пречупването им. Ако това се
случн, любителят може (след из-
весни упражнения за добиване
на необходимата сръчност) да
запои евързващия проводник
към остатъка от крачето, чиято
широка част се подава от кор-
пуса на ИС. Когато това се из-
вършва бързо и с малко калан,
ияма опасиост от топлиино
повреждане на ИС. Между кра-
четата на ИС и Кристала (чи-
па) има много тънки топло-
устойчиви вътрешин контактни
проводничета, поради което пре-
нето на топлива към крис-
става бавно — при твърде
О запояване главно през за-
топления корпус. По тазн при-
чина при внимателно извършваии
моитажин работи и специалио
при опроводяваието на устрой-
ства с ТТЛ ИС топлиичото на-
товарване ие е критично. Сыцо-
то важи и за MOS ИС, обаче
тук трябва да се внимава при
евенгуално нзпол ’.уване на флюс
(включително колофон) да не
остават ннкакви остатъци от
този флюс,' защото високоом-
ните MOS ИС са чувствителни
към подобии замъреявания меж-
ду техните изводи. От тази глед-
на точка е добре след опрово-
дяването схемата да се избърше
с чист спирт. Този разтворител
е подходящ за исички корпуси иа
ИС (да се внимава обаче с
другнте елементи в схемата и
особеио с пластмасовнте де-
тайли’).
Препоръчаиият иачин за опро-
водяване има редица предимства
за любителя: всички проводиици
могат да бъдат много къси и
могат да сё прекарват кръето-
сано. Допълнителните външни
елементи (траизистори. резисто-
ри и т. и.) се закрепват доста-
тъчио добре по същия начин —
като изводите им се вкарат
в отворите и се огъиат. Много
често е възможно изводите иа
тези елементи да се евържат
непосре детве но към крачетата
иа ИС. Само по-големите еле-
менти (големи електролитникои-
дечзатори) трябва да се закреп-
ват допълнително по подходящ-
иачии. Добро средство за закреп-
ване на елементите са залепва-
щите пасти на силикоиово-кау-
чукова основа (в ГДР такава е
пастата CENUSIL), конто съз-
дават сигурио еластично закреп-
ване, при това при иеобходн-
62
Фиг. 2.1. Приспособление за отпоява-
не на ИС
мост залепените елементи могат
лесно да се отделят и заменят
с други. Когато това не създа-
ва недопустимы мехаиични иа-
товарвания, изводите на ИС мо-
гат да се използуват като „опор-
ин точки" за опроводяването.
Специални островчета или уши
за запоя ване иа свързващите
проводиици не са необходимн
дори при по-сложни устройства.
Авторът е монтирал много от
описаните в тази книга схеми
(от миниатюрнзирания ТТЛ
пробник до описания накрая
цифров честотомер, включително
всички допълнителии устрой-
ства към него) по този принцип,
като изразходваното за това вре-
ме не е по-голямо, отколкото при
нзготвяието и използуваието иа
печатни платки. Главного пре-
димство за любителя се състои
обаче нъв възможността след
монтираие и пускане на устрой-
ството в действие по всяко вре-
ме лесно да се извършват изме-
нения и допъ.тнения на схемата.
Замяната на елементи при това
ие поставя особени проблеми,
даже замяната на самите ИС!
Изваждавето на запоена ИС от
печатна платка при 14- или 16-
нзводен корпус е 4вииаги много
сложно и рисковано, защото
едновременно трябва да се на-
грява поие единият ред от из-
води, което може да се извърши
успешно само със специално
оформеиб приспособление за от-
появаие.
На фиг. 2.1 е показано как
може да се изготви едио тако-
ва приспособление за отпояване.
За целта едни нормален накрай-
ннк на поялник се скъсява под-
ходяще и в края му се прави
прорез, в конто се поставя мед-
иа пластинка с дебелина най-
малко 2 пип. Пластинката се за-
крепва за накрайника чрез за-
иитване с помотцта на дебел
меден проводник, за което н иа-
крайника и пластинката трябва
да се нарравй съответен отвор.
След това пластинката трябва
да се покрие добре с калай.
Използуваният за целта поял-
иик трябва да има мощиост по-
не 40 W. С това приспособле-
ние се нагряват едвовременно
всички запоени изводи от еди-
ния ред иа ИС, която трябва да
се нзвади, и ИС се повднга вни-
мателно, ио много бързо откъм
този ред изводи. Същото се
прави с другия ред изводи и
така последователно няколко
пътн, докато стане възможно да
се извадн ИС. При тази опера-
ция не може да се избегие поч-
ти никога зиачителиото меха-
нично натоварваие на крачетата
на ИС, а самата печатна платка
също издържа най-често само
една такава зэмяна на ИС. От
тази гледиа точка експеримен-
талиите растерни платки имат
съществеио предимство, тъй ка-
то моитираиите върху тях ИС
се изваждат лесно чрез после-
63
дователно отпояване иа всяко
краче поотделио.
Ето и ияколко указания за
моитираието на експернментал-
нн схеми с интегралии елемен-
ти, с конто любнтелят изпитва
никои свои проекти. Изгодно е
за целта да се използуват про-
даваиите 14- и 16-изводии щеп-
селии цокли за ИС. Върху рас-
терните платки те също се мон-
тират и опроводяват най-лесно
по традициониия начин. При то-
ва е възможно моитира'ният цо-
къл по-късио да се извадн и на
мястото му да се запои напра-
во съответиата ИС. Освеи за
експериментиране и изпитване
обаче любителят трябва да из-
бягва използуването на такива
щепселни цокли. Те са излишни
при изготвянето на окоичател-
ния („запоен") вид на устрой-
ство™, а от друга страна, кра-
четата на ИС не издържат дъл-
го на честото вкарваие и из-
карване от цокъла, защото при
това не може да се мзбегне не-
волното прегъване на отделни
крачета. Освеи това щепселният
цокъл удължава забележимо
свързващнте проводници (да не
се забравят развързващнте- кон-
дензатори!). Особено при схеми
с ТТЛ елементи се препоръчва
още при експерименталиите мо-
дели да се използуват възмож-
ио най-къси свързващи провод-
ннци, като това е съвсем иало-
жително за всички замасяващи
проводници. В противен случай,
особено в ехемн, съдържащи
тригери, могат да иастъпят
грешии превключвания, а в
л^ързващите проводници да се
^Жлучат паразитки трептеиия
ЧЬи процеси на отражение. За
схемите с MOS елементи това е
по-малко критично, но и тук при
по-дълги свързващи проводници
могат много лесно да се проя-
вят.смущаващи влияния от чуж-
ди източиици на иапрежение
(мрежовата честота!) поради вн-
сокоомните входове на логиче-
ските елементи.
2.2. СПЕЦИАЛНИ УКАЗАНИЯ
ЗА РАБОТА С ТТЛ ИС
При пра видно използуване
ТТЛ ИС функцнонират без сму-
щения и не създават особени
проблемн. Затова е необходимо
да се изяснят техиите особености
и да сс обясии на любителя
какво се разбнра под „правил-
но“ използуване. В тази връзка
трябва да се припомни, че ло-
гическият ТТЛ елемент не пре-
дава „просто*1 „изменения на нэ-
прежения1* или „правоъгълии
сигналн", а при всички случаи
работи с импулси с много стръм-
ии фронтове независимо от чес-
тотата иа тези импулси. По та-
зи причина цялото поведение на
схемата (и на устройството,
включнтелно и иа свързващите
проводници) даже при предава-
не на рдиничии импулсн или иа
ниски честоти от’ порядъка иа
няколко херца или килохерца
трябва да се разглежда от глед-
иа точка иа високочестотната
техника. Още веднаж трябва да
се припомнят необходимости от
развързващи коидензатори и
причините за това при нзпълне-
нието на проектираните устрой-
ства, като осиовно ннимание се
обърне на замасяванетр. Прн-
викналият към аналоговата тех-
ника и особеио към нискочестот-
64
ната техника любител трябва да
се „преиастрои" в работата си;
докато там важи правилото, че
трябва да се използува само по
едиа цеитрална точка за маса
* на конструктивен възел и тряб-
ва да се избягва „разкарването"
на масата по цяло го устройство,
с за схемите с ТТЛ елементи тряб-
। ва да се спазва точно обратно-
I то. При традиционно опроводя-
I ване (с монтажей проводник)
всички изводи за маса на ИС
I трябва да се свързват помежду
I си с по възможност повече по-
късн връзки („мрежообразна"
маса), а при печатии платки за-
| масяващите п ьтечки трябва да
се направят възможно най-ши-
роки и да включат в себе си
I всички разполагаемн части от
^медиото фолио.
Друга особеност на ТТЛ ИС
е склоииостта към възникване
на трептения в крайното стъпа-
ло иа логический елемент в пре-
ходиата облает, в която Т3 и Г4
са едновремеино отпушени н ра-
ботят в активната облает на ха-
рактер нстиките си (фиг. 12а и
1.23). За да се възпрепятствува
Фиг. 2.2. Преходна характеристика на
©сиовен TTJI елемент
появата на тези паразитии треп-
теиия, преходната облает- тряб-
ва да се преминава много бързо.
Само когато преходът от ниво
L към ииво Н и обратно се из-
вършва за ие повече от 1 ps, те-
зи трептения могат да се из-
бягнат. Следователно, за да ра-
ботят правилно, ТТЛ елементите
изискват иякаква минимално
допустима стръмност на фрон-
товете иа входиите импулси.
Твърде често обаче сигналите
иа входа на една схема с ТТЛ
елементи с а с по-малка стръм-
ност от мииимално допустима-
та, ио за да се формират те до
нсобходимата степей за правил-
иата работа на ТТЛ ИС е до-
статъчно на входа да се пред-
види един тригер като форми-
ровать.
Показаната на фиг. 2.2 пре-
ходиа характеристика опнева
поведението иа ТТЛ еле мента,
като изразява зависнмостта меж-
ду входното и изходното му иа-
прежение. С прекъсиати линии
са означени областите от напре-
жения, отговарящи на нивата Н
и L. Ако например входното
иапрежение £7ВХ се увеличава
бавно до 0,8 V, С7ИЗХ остава не-
изменно. Над Z7M=0,8V изход-
ното иапрежение t7,|ЗХ започва
отначало бавно да спада, но ско-
ро /4 започва да се отпушва и
£7ИЗХ спада стръмио. Характерът
иа тази крива завнеи между дру-
гото от температурата на ЙС,
от изходното натоварване, както
и от толеранса иа параметрите на
дадения екземпляр ИС (фиг. 2.2
показва средни стойиости). Об-
ластта около 1,2-? 1,4 V е кри-
тичната облает, в която и два-
та изходии транзистора са от-
65
пушени и в конто се получава
островърхият отскок в консу-
мираиия ток (фнг. 1.23). В тази
облает логнческият елемент има
склоиност към иестабилиост,ако
я преминава за повече от 1 ps.
Като „праг на превключване" се
дефинира точката, в конто €7ВК -=
За практиката може да
се приеме, че тази точка лежи
вииаги в областта UB3L= 1,24-1,5V.
Освеи това ТТЛ елемеитите са
така проектнраии, че да има до-
статъчен запас за Сигур;:ост До-
ри при пълното използуване на
коефициента им на натоварване:
нзходът на елемента при ниво L
има максималио 0,4 V, а при ии-
во Н — най-малко 2,4 V. Следо-
ватели© между съответните но-
минални стойкости иа логически-
те нива иа изхода и иа входа
иа един логически елемент има
за сигурност допълнително0,4 V.
Също за сигурност логическите
иива са значително отдалечени
от критичиата облает — това в
ТТЛ техниката се дефинира ка-
то „отдалечеиос/от смущения".
Любителят трябва да знае за
запасите на ТТЛ ИС, конто им
осигуряват сигурна работа, въ-
преки че в практиката си той ие
трябва непременно да използу-
ва докрай тези голе ми запаси.
За иякакви специални цели на-
пример £ напълно допустимо
чрез определен и схемни реше-
ния (резистори между входа иа
логическия елемеит и маса) да
се направн така, че входното иа-
прежение да спада само до око-
ло 0,8 V—въпрекн това логи-
ческият елемеит ще „прочита"
RC сигурност L. Също така в
лктиката си любителят може
получава на изхода на иякой
логически елемент вследствие на
допълинтелно натоварване или
на превишаване на номиналната
стойност на нзходния коефи-
циент иа иатоварваие No вместо
„предпневаното" ниво Н (2,4 V)
напрежение до около 2,0 V и
и въпрекн това следващите вхо-
дове на логически елементи ще
„прочитат“ със сигурност Н.
В определени режими на ра-
бота все пак е възможно „бав-
но“ превключваие на логически-
те елементн, т. е. по-бавно пре-
минаване през критичната облает
(за повече от 1—2 ps) или дори
известно задържане иа сигнала
н тази облает. В такъв случай
се наблюдават два ефекта, кон-
то ще бъдат разгледаии по-по-
дробно, защото известен брой
схеми (включително в тази кни-
га) нзползуват такъв режим иа
работа. Първият е известиият
вече островърх отскок в консу-
мирания ток. (фиг. 1.23). От глед-
на точка иа топлинното иатовар-
ване такъв иачин иа работа е
допустим само за един елемент
в една ТТЛ I4C(D 100 до D 130
и D 200 до D 230). Ако се вни-
мава останалите елементи от съ-
щата ИС да не престояват едно-
временно по-дълго време в крн-
тичната облает, този „бавеи" ре-
жим на работа ие е опасен. Вто-
рипт наблюдаван ефект при то-
зн режим са високочестотннте
смущения. В най-често срещани-
те на практика случаи (импулс-
ни геиератори с иискоомеи ре-
зистор за отрицателна обратна
връзка между изхода иа елемен-
та и един от входовете на съ-
щия елемент) тези смущения мо-
гат да бъдат предотвратени чрез
подходяще оразм^ряваие на схе-
66
4 v
Паразитка ВЧ
Фиг. 2.3. Паразитнн ВЧ трептения в
|Преходната характеристика, появяващн
се, когато критичната облает се преми-
|нава много бавно
мата. Когато все пак при бавио
изменение на входното напреже-
ние се достигие преходната об-
лает (фиг. 2.2), се появнват треп-
тения, конто се наслагват към
преходната характеристика, как-
то е показано на фиг. 2.3. Тези
трептения поиякога могат да бъ-
дат с амплитуда, конто покри-
ва изцяло „логическия ход" меж-
ду Н и L. Тяхната честота за-
виси между другого от действу-
вагция на изхода то варен капа-
цитет (и следователи© от съот-
ветното опроводяваие!), от на-
чина на осъществяваие иа зама-
еяването, от действието на раз-
вързващите коидеизаторн и т. н.»
поради което ие може да се
оцени предварително. Тази често-
та е между под 1 MHz и при
иякои екземпляри ИС много иад
50 MHz! До около 10 MHz сму-
щаващите трептения са още в
работната честотна облает иа
ТТЛ техниката, което значн, че
следващите елементи ще се
превключват иепрекъснато с
честотата на смущаващите треп-
тения!
Когато амплитудата иа сму-
щенията е по-малка или често-
тата нм е твърде висока, те не
могат да въз действу ват върху
следнащия логически елемеит н
други елементи в схемата (лю-
бителят не ги забелязвак Това е
особено „коварно", защото из-
лъчването иа смущения в такъв
случай се разширява и става от
цялото опроводяваие на устрой-
ството, като смущава в едиа го-
ляма околност например радио-
и телевизионного приемане. На
автора е известен например слу-
чай, при койго съответната ком-
петентна служба по съобщения-
та е забранила включването на
един несъобразен от тази глед-
на точка цифров електроиеи ча-
совннк, направен собственоръч-
но от един любител, защото един
ТТЛ елемент в него работел н
режим иа „бавио" превключ-
ване и предизвикал пе-
риодично трептения с ви-
сока честота, конто смущава-
ли телевизиоииите приемници в
целия жилищен блок. Самият
любител изобщо не бил забеля-
зал този недостатък на иначе
безупречно работещня си часов-
иик! Его защо любителите тряб-
ва да внимават, когато сами раз-
работват схеми с ТТЛ елемен-
ти, в конто не всички такива
елемеити имат винаги дефини-
ран потенциал Н или L, или пък
входните сигнали са с много по-
ле гати фронтове. Кдгато това ве
може дасеизбегие.този „бавен"
режим на работа трябва да се
ограничи само в един логически
елемеит, след конто при изиест-
ниусловия трябва да следваедни
формировател иа импулс н (три-
iep). Свързващите проводиици
от критичния изход иа елемеита
до следващия тригер трябва да
бъдат изключително късн, за да
67
Фиг. 2 4. Разшнряваие по вход
на ТТЛ елемент с помощта на
ДНОДИ
—чу-
се избегне излъчването на сму-
щения на далечно разстонние.
Любителнт се стреми винаги
да използува напълно своите ИС,
ио тозн принцип не бива да се
спазва, когато води до ненужно
дълги проводиици! Може да се
случи например да бъде необ-
ходим само един логически еле-
мент с трн входа (каквнто са
елементите в HCDHO). В съ-
щото време може да нма сво-
бод ни елементи в ИС D100.
Тази ИС има 4 елемента, но за
съжаление те са с по 2 входа.
Възможно е обаче разшнренне
по вход на съответния елемерт,
както това е показаво на фиг. 2.4.
От наличннте 2 входа единнят
(или и двата) е „размножен“ с
2 (или повече) днода н функ-
ционалво схемата е еквивалент-
на на един логически елемент с
повече входове. Фиг. 1.2 показ-
ва, че входовете на елемента
представляват в същност пара-
лелно свързани емитерии уча-
стъци на 7\, конто действуват
като диодн. Все пак вследствие
иа протичащня входен ток при
състоянне L върху допълнител-
ните диодн има пад на напре-
жение около 0,6—0,7 V (това е
прн силициеви дноди; германне-
вите диоди трябва да се нзбяг-
ват за тази цел пора ди доста
големите обратни токове). Сле-
зователно действителното иа-
к-же нис на входа ще бъде ви-
^*и по-високо с тазн стойиост
пт ннвото на Вхх или Вх2. Тъй
като в нормалния Случай изхо'
дът на предишния елемент при
L дава 0,1—0,2 V, ннвото зад
дноднте ще бъде около 0,8 V —
т. е. все още в допустимата об-
лает (фиг. 2.2).
Това схемно решение е въз-
можно порадн използуване на
резервите в номиналните логи-
чески ннва и може да се при-
лага направо от любителите, ка-
то по този начни се пестят мно-
го ИС. По тази причина то се
среща много често в практиката.
За днодната схема от фиг. 2.4
може да се приеме, че когато
на Вхг и Вх-2 нма ниво Н (и
следователно диоднте са запу-
шени), входът на логический
елемеит не получава „никакъв"
потенциал. Както може да се ви-
дя от фнг. 1.2 а, в състояние
Н транзисторът е запушен,
защото неговите емитери стават
положителни спрямо базата н
тези преходи са запушенн. Тх
се запушва обаче н когато през
емитерите не протича ток! За-
това един неевързан {„висящ*)
вход на логически елемент
„прочита* винаги потенциал
Н (това се отнася и за диодна-
та схема от фиг. 2.4)! Тъй като
неевързаннте входове са отно-
ентелчо високоомнн н поради
това чувствител’н към смуще-
ния, е възможно (когато пред
Bxt н Вх2 са свързани по-дъл-
ги проводиици) по необходнмост
да се евърже един резистор от
няколко кнлоома между съот-
68
Фиг. 2.5
л—недопустимо паралелно свързване на изхо-
ди на ТТЛ елементи; В—към обясненнето на
протичането на токовете
ветння вход на елемента (ано-
дите иа диоднте от фнг. 2.4) н
+ UCCt с помощта на който еле-
ментът получава положително
преднапрежение. По този начин
се подобрява значнтелно шумо-
устойчнвостта. Въпреки това
обаче този резистор натоварва
допълнително изхода иа преднш-
ння елемент прн L на входа и
това трябва да се нма предвид
при оценка на яатоварването.
Фнг. 1.20 показва, че входо-
вете на логическите елементи
могат да се свързват паралел-
но; обратно — изходите на те-
зи елементи (стандартннте нз-
ходн) не бива никога да се свър-
зват паралелно\ Ще разгледа-
ме паралелното свързване на
изходите на два елемента —ЛЕ\
н ЛЕ» от фиг. 2.5 а. Както е
означено, възможно е двата еле-
Meitta да имат различии входни
нива (/=Н, ZZ=L). В резултат
на това на нзхода на ЛЕ\ ще
нма L, а на нзхода иа ЛЕц би
трябвало да има Н. Какво оба-
че става в действнтелност по-
казва фиг. 2.5 б. В ЛЕ\\ е от-
пущен Г3, а в ЛЕ\ —Г4. Така се
получава означеннят с по-дебе-
ла линия път за тока, като нз-
ходът на ЛЕп се шунтира от
Г4 на ЛЕ\ . Прн това положе-
ние през Т3 на ЛЕп и през Г4
на ЛЕ1 протича пълннят нзхо-
ден ток иа късо съедннечне на
ЛЕп • Прн никои тнпове ИС то-
ва водн до топлинно претовар-
ваие (особено когато двата еле-
мента се намират в една ИС),
но най-лошото е, че на нзходи-
те не се получава определено
логическо ниво. По тазн причи-
на този начин на свързване ие
се допуска. При реднца случаи
обаче логическата функция изис-
ква именно паралелно свързва-
не на изходите (ИЛИ свързва-
не), което мрже да се осъще-
стви със спецнално разработе-
ни типове ИС за тази цел. Про-
блемът е решен, като в крайне-
го стъпало на логический еле-
мент е премахнат Г3 н е оста-
вен само Т4 (това обаче води
до к&кои други недостатъцн).
Така преобразуваната ТТЛ схе-
ма се нарича „логически еле-
мент с отворен колекторен нз-
ход“ (нли само „с отворен ко-
лектор"). Такава е например ИС
D 103, която отговаря на D 100
(фиг. 1.5). Изходите с отворен
колектор могат да се свързват
паралелно. На практика това
става, както е показано на фнг. 2.6
Всички паралелно свързани по
нзход логически елементи имат
69
ле с отоорен
коле к тор (ВЮЗ)
ОсноВни ЛЕ -~UceW
Всички диоди -SAY12t16
Фиг. 2.6. Възможно паралелио свързва-
не на изходи на елементи с отворен
колектор („монтажно ИЛИ*)
един общ колекторен резистор
/?с, чиято главна задача е да
оснгури определен потенциал Н
за следващите входове на ло-
гически елементи (от конто ва
фиг. 2.6 с а показанн два) прн
запушен нзходен транзистор на
аадействуващия елемент. Както
се вижда от схемата, на нзвода
на /?с и съответно на следва-
щнте входове има ниво Н, ко-
гато на всичкй задействуващи
изходи има също ниво Н. Това
схем но решение в техническата
литература често се нарнча „мон-
тажно (опроводено) ИЛИ" (от
англ, „wired OR"). Любителят,
конто не винаги разполага с ИС
D 103, може да сн направи ед-
но по-просто „ монта жно ИЛИ"
с диод и (фиг. 2.7). В този слу-
чай- могат да се използуват стан-
да ртните ТТЛ нзходи (противо-
тактви стъпала съгласно фиг.
1.2 а) н следователно вснчкн
обикновени ТТЛ ИС. При тако-
ш^*вързване диодите възпре-
^Итву ват късото съединение на
^^ците с ниво Н, което се
вин; ia прн сравнение с фиг. 2.5 б.
Фиг. 2.7. Паралелно свързване иа из-
ходи -на обикновеии ТТЛ елементи
през разделителни диоди
При нзвод в състоянне L
обаче диодът е отпушен и вър-
ху него се получава съответ-
ният пад на иапрежение в пра-
ва посока, което обстоятелство
бете обяснено при фиг. 2.4. Ос-
вен това трябва да се знае, че
дадените две схемнн решения,
с конто се пестят ИС, не могат
да се комбинират едно с друго.
Както показва фиг. 2.8. при та-
кова комбиннране напреженнята
в права посока на двата после-
дователно свързаии диода се
сумират, когато на еднння от
задействуващнте находи нм а нн-
во L. Тогава на следващия вход
на логически елемент се подава
0,1 V-l-0,7 V+0,7 V, което от-
гонаря на положение в кри-
тичната облает (фиг. 2.2). *Ето
защо този начин на свързване
в ннкакъв случай не се допус-
ка! При едяо такова свързване
следващнят следдиоднте логи-
чески елемент прн неблагопрнят-
ни обстоятелства може да се
самовъзбудн, но дори и това
да не се случи, неговият вход
прн всички положения може да
прочете Н.
70
Фиг. 2.8. Недопустима комбинация от
разделени чрез диоди изходи и разши-
рен чрез диоди вход иа логически еле-
мевти
Паралелио свързване на нз-
ходите на два стандартнн логи-
чески елемента съгласно фиг. 2.5
(без диоди) е възможно прн
следните предпоставки. Двата
паралелио включванн елемента
трябва да нмат еднаквн пара-
метрн, което означава, че тряб-
ва да бъдат от една н съща
ИС. Трябва да бъде гарантнра-
но, че нзходнте ще имат винаги
едно н също ниво. Затова тези
елементи могат да се свържат
паралелио и по входовете си.
Една цяла та кава комбинация от-
говаря на един единствен логи-
чески елемент с удвоеви коефн-
циеити на натоварване по вход и
по изход. Този специален случай
нм а малко значение в практиката.
Любнтелят е нзправен почти
винаги пред зада чата да свърз-
ва „чуждн" елементи към
входовете нлн изходите на
ТТЛ елементите. В такъв
случай пред съответните вхо-
дове на ТТЛ елементите се по-
ставят, транзистори. Когато нз-
хоДът на ТТЛ елемент трябва
да задействува обаче някакъв
„изпълнителен орган" (сигнална
лампа, реле, транзистор и т. н.),
е важно да се позиава точного
поведение на този нзход. Зато-
ва на фнг. 2.9 са показани из-
ходните характеристики на ос-
новен логически елемент с No =
—10 и иа мощния логически еле-
мент (D 140) с М) =30. Прн съ-
стоянне Н на основния елемент
от нзхода му не могат да се
консумират повече от 10 га А.
Ако към находа не са включе-
нн ннкакви входове на ТТЛ еле-
менти, при съответно по-малки
нзходнн напрежения (съобразно
толеранса на дадения екземп-
ляр—характернстнките на фиг.
2.9 пок азват средни стойности)
могат да се консумират около
20—^30 mA. До характеристики-
те са дадени нзмервателннте
схеми, с конто те могат да се
с не мат за даден екземпляр ИС.
Постепенного спадаве на напре
женнето при ннво Н с увели-
чаването на тока се определи
между другого от токоограин-
чаващия резистор (вж.
фиг. 1.2 а). Когато на изхода
има ниво L, стъпалото нма дру-
ге поведение. В тозн случай
е отпущен и до определена стой-
ност на колекторния ток, която
завися от вътрешнн за ИС фак-
торн (големина на базовия ток
н коефнцнент р на Г4), е в на-
снтено състоянне. Така до тазн
стойност на колекторния ток на
изходното иапрежение L/H3X
остава ниско. След преминава-
нето на тази граница на на-
снщане изходното иапрежение
иараства стръмно. Тази гранич-
на точка (около 25 гаА прн ос-
новния елемент) не бива да се
премннава, защото в стръмната
част ца характеристиката загу-
бите в 7\ нарастват също
много бързо н ИС може да се
претовари много лесво. В част-
ност в никакъв случай не бива
да се допуска захранващото
иапрежение -\-Ucc да се прила-
71
a)
Фнг. 2.9. Изхолни характеристики на
ТТЛ елемеити:
а--при нзходно ннво Н: б— прн иэходно ни
во L; 1—э» основни логически елементи с
2V =10 (D 100—139 и яр.); 2-за мощен ло-
гически елемент с 30 (D 140)
га непосредствен^) на азход на
логически елемент, превключен.
в състоянае L, защото при то-
ва ИС ще се претоварн топлин-
но н много бързо ще се по-
вреди.
Неизползуваннте входове на
логически елемеити любителят
трябва или да оставн несвърза-
нн (ивнсящн“), или да ги вклю-
чи паралелно със съседин вхо-
дове, като двете мерки са рав-
ностойни. По тази причина не-
използуваннте входове на схе-
мите в книгата не са начертани.
Производите лите и а ИС препо-
ръчват в о пре де лени случаи сво-
бодного входове да се свързват
към едно помощно напрежение
от около 4-3,5 V или през ре-,
зисторкъм напрежението -\~Ucc-
Тук обаче това винаги се избяг-
ва, тъй като ненужно усложня-
ва опроводяването на схемата.
Тези правила важат за основнн-
нчески ТТЛ елементи. В
случай те могат да се
прИвгат н при по-сложнн ИС
5
4
(тригери като D 172 н др.). Прн
ИС с по-внсока степен на ин-
теграция никои входове имат
специални функции — например
входът за ну лира не при инте-
гралннте броячн тнпове МН 7490,
D 192, D 193 — и когато те не
са необхоДнмн, съответннят вход
трябва да се свърже към потен-
циал L (маса), за да се осигури
действнето на ИС. Сведения от-
косно свързванетр на такива
входове се дават в принципнн-
те електрнчески схемн и в съот-
ветните каталози и справочннци.
Трябва да се напомни още, че
е за предпочнтане входовете на
неизползуваннте цели логически
елементи в едва ИС (тнпове
D100—D 140) да се свързват към
маса, защото така се получава
по-малка коисумация на ток от
захранващия нзточннк.
Вече беше обяснено защо на
входовете на логическите еле-
менти не бнва да се подават
по-внсоки отрицателнн входнн
напреження от около —0,7- V.
За кратко време (максимално
1 рз) или ако тскът е ограни-
чен на максимално 1 тпА, са
допустнми по-внсокн напреже-
ния — до около — 1,5 V. Също
при напреження над—0,7 V на
изходите на основиите логнче-
72
7771 аеледа?
-Г-£Г
^-maxInF
а)
•D±4>-
П
-!>—{>-
Cn~max50pF
за бсегси проЗоЗ-
никснивоН
S)
скн елементи колекторният диод
към подложката на Г4 се от-
пушва. Ако при това не се ог-
раничена токът, възможно е да
настъпи повреда. На практика
обаче почти не се получават от-
рнцателни напреження с опасна
стойност и времетраене на из-
ходите на логическите елемен-
ти. Обратно, във връзка със
свързването на „чужди" изпъл-
ннтелни органн (транзистори или
релета) е интересен случаят, ко-
гато положителвото напрежение
на изкола на логическия еле-
мент пре внши стойността от око-
ло 3,5 V в състояние Н. Както
може да се види от фиг. 1.2 а,
прн по-високи напреження емп-
терният диод Д, се запушва.
Затова на изхода на логическия
елемент в състояиие Н са на-
пълно допустимн по-внсокн на-
прежения. Въпреки това гранич-
ната стойност 4-7,0 V не бнва
да се превишава н за нзхода на
елемевта, защото в противен
случай в Д3 може да настъпи
пробив. За практнката важи ос-
новного правило, че изходите
на логическите елементи се свър-
зват през съответен товар (то-
коограничаващ резистор) към
-|-£7сс, но не бива да се свър-
зват към някакво друго поло-
жнтелно напрежение. защото
този нзточник може да не бъ-
де оснгурен срещу появата на
„скокове“ прн смущения. При
Фиг. 2.10. Примери за
влиянието на товар ни и
паразнтни калацитети от
свъраващи проводннии в
ТТЛ устройства
ннво Н на нзхода на елемента
Г4 и Д3 са запушени н нзход-
иото ииво отговаря на L/cc.
Вследствие на това към такъв
нзход могат да се включат по-
вече входове на логически еле-
менти.
Ще дадем някон указания за
динамичного поведение на ТТЛ
ИС (подробности вж. в [2]). Тряб-
ва да се вннмава за допустимо-
го капацнтивно натоварване на
нзходите на елементнте спрямо
маса. То се обуславя главно от
капацитета на свързва щите про-
водннци. На фиг. 2.10 а тозн ка-
пацнтет е представен с Ст - При
смяната на нивата тозн товарен
капацитет трябва да се преза-
режда нзключително бързо, по-
радн което нзходнте на ТТЛ
елементите се правят ннскоомни
и се нзпълняват като протнво-
тактни стъпала (Уд!). Презареж-
дането на Ст изнсква време и
има за резултат удължаване на
фронтовете на импулейте. Как-
то беше обяснено обаче, време-
то за превключване трябва да
бъде под 1 ps. По тазн причина
пронзводителнте дават като мак-
симално допустим товарен ка-
пацнтет на изхода 1 nF. Тазн
стойност не се достига дори при
значително опроводяваие. В осо-
бени случаи (например за под-
тнекане на къси смущаващи им-
пулси н др.) любителят може
да включи допълнителен капа-
73
цитет 1,5—2 nF, без да се на-
руши режнмът на интегралния
елемент. Ако стръмиостта на
фронтовете няма никакво значе-
ние, товарният капацнтет може
да се увеличи до' около 10 nF.
При свързани следващн елемен-
ти обаче (фнг. 2.10 а) същест-
вува все пак опасността поради
по-полегатите фронтове на нм-
пулсите в момента на превключ-
ване да възннкнат смущаващи
трептения (фиг. 2.3).
При предаването на нмпулси
от наносекундння обхват подъл-
гн сигналнн проводиици между
отделимте логически елементи
трябва да се нма предвнд, че
иастъпват отражения н отскоцн,
т. е. нмпулсите се деформират
снлно. Един проводник е „елек-
трнческн дълъг“, когаю време-
то за преминаване на сигнала
през него не е пренебрежимо
малко спрямо фронтовете на нм-
пулсите. За ТТЛ снгналн като
„дълги" могат да смятат про-
водницн над около 30—50 ст.
При проводиици с по-голяма
дължина от посочената трябва
да се вземат мерки против от-
скоци и отражения. При про-
води нци под около 30 ст оба-
че интерес представлява на пър-
во място възможното прехвър-
ляне на снгнали между съседни
проводиици по капацитивен път.
Чувствителността на един сиг-
нален проводчик в устройства
с ТТЛ схеми към подобии сму-
щаващн импулси зависи от не-
говото ниво. Прн ниво L капа-
цитетът между съседни сигналнн
Ждиици е допустимо да бъ-
оло J nF (която стойиост
актнка никога не се дости-
гав Следователно един провод-
ник с ниво L е почти нечувст-
вителен спрямо преХвърлянн по
капацитивен път смущаващи нм-
пулсн. Съвсем друго е положе-
ние™ при ниво Н. За този случай
паразнтният капацитет между
съседни проводиици (фиг. 2.106)
не трябва да бъде повече от около
50 pF. Така че опасността от
влиянието на смущаващи нмпул-
сн съществува предимно прн
проводницн, предаващи ниво Н.
Когато не може да се осъще-
ствн по-псдходящо опроводява
не, за отстраняването на подоб-
на опасноСт помага включване-
то на един баластен товарен ка-
пацитет към смущавання про-
водник (целесъобразно е тозн
капацитет да се постави на края
на проводника до следващия
вход на логически елемент). На
фиг. 2.10 во показан капацитив-
ннят делител на напрежевне, об-
разуван от паразнтння капаци-
тет Сп и товарння капацитет Ст .
Когато е изпълнено съотноше-
ннето Ст 5СП (приблнзителча
емпнрична зависнмост), прехвър-
лянето на снгнали от съседння
сигнален проводник не оказва
на практика никакво влияние.
Капацитетът С, обаче не бива
да бъде по-голям от 1 nF. Обнк-
новено подобии смущения от
прехвърляне на снгнали се пре-
махват почти напълно с товар-
ни капацитети около 200—300 pF
При разстояние между от-
деляй елементи, по-големн от
30 — 50 ст, за всеки случай вн-
нагн трйбва да се работи със
съгласуванн проводиици. Това е
абсолютно задължнтелно при
предаване на снгнали в ТТЛ
устройства по проводннцн, по-
дълги от 1 го! Най-простото ре-
74
Усухан
пробойник
Фиг. 2.11. Усукан сигнален проводник,
предотвратяващ смушавашите трепте-
ния и отражения при електрически дъл-
ги връзки между ТТЛ ИС (използува
се при дължини на свързваши провод-
ники между около 30 ст до около 1 т>
шенне на проблема е нзползу-
ването на усукан проводник,
както е показано на фиг. 2.11.
За целта сигналннят проводник
се усуква с един замасяващ про-
водник, конто в двата си края
се свързва непосредствен© към
извода за маса на съответннте
ИС, чннто вход и нзход свърз*
ва снгналннят проводпнк. Може
да се използува обикновен мон-
тажей проводник с около 30—
40 навнвки на метър. Ако тазн
проста мярка не е достатъчна, е
необходимо да се осъществи
точно съ глас у ване съгласно
фиг, 2.12 а или 2.12 б. Прн ва-
рианта от фиг. 2.12 а в края
на проводника (непосредствен©
на входа на следващия елемент)
се включват двата резистора
н /?2, конто оснгуряват както
определеното ниво (^2,5 V) иа
проводника при ниво Н на из-
хода на за действу ващия еле-
мент, така н точно необходимня
импеданс на линията (пълният
импеданс на лннията е 100—
120 Q). Разбнра се, в този слу-
чай чрез резисторнте задейству-
ващнит елемент се натоварва с
No=10. Това може да се прие-
ме, тъй като към изходите на
Фиг. 2,12. Пример за импедансио съ-
гласуване на свързваши проводиици за
предавало на снгнали между по-отда-
лечени ТТЛ елементи
елементи, свързани към дълги
линии, н без това не трябва да
се включват одновременно дру-
ги елементи в началото на съ-
щата линия (в противен случай
съществува опасност от греш-
ив превключвания). Друга съ-
гласуваща схема, която осигуря-
ва правили о предаване иа снг-
налн в ТТЛ устройства до мак-
симално допустнмите за тези
устройства работки честотн и е
предназначена за дължнни иа
проводниците най-малко 20—
30 ш, е показана на фиг. 2.13 б.
Тук изходът на задействуващия
елемент е натоварен само с
7VO=1 н паралелно включваие на
други елементи в началото на
лннията е довякъде възможно
(не тригерн!). В любнтелската
практика схемните решения от
фиг. 2.12 се налага да се изпол-
зуйат рядко.
23. СПЕЦИАЛНИ УКАЗАНИЯ
ЗА РАБОТА С MOS ИС
За съжаление производители-
те не дават точки данни за вът-
решннте схеми и техннте осо-
беностн. В 'MOS ИС като гра-
дивни елементи се използуват
нзключително полеви MOS траи-
75
зцсторн, кдто необходимнте вът-
рёшни съпротнвления се реалн-
зират сыцо с помощта на MOS
транзистори. Следователно вхо-
довете на елементите представ-
ляват винаги изводи от гейто-
вете на MOS транзистори. В то-
ва отношение тези ИС отгова-
рят на днскретния елемент MOS
транзистор (особености по-под-
робно в [9], [10]). По принцип
MOS ИС съдържат на входо-
вете сн ннтегрални защити» дио-
ди, конто предотврати ват неза-
бавното разрушаване на гейто-
вете прн входвн свръхнапреже-
ния, дължащн се на статични
електрически заряди. Въпрекн
това входовете на MOS ИС
трябва да се предпазват стара-
тели о срещу свръхнапреження,
защото предвнденнте за защита
на гейтовете интегралнн цене-
ровн диоди нмат малка издръж-
лнвост. Тяхното „използуване“
като схемотехнически елементи,
например като ограннчаващн
днодн, не се допуска от произ-
воднтелите! По сыцата причина
MOS ИС, както е известно и.за
днскретннте MOS транзистори,
трябва да се съхраняват в ме-
тал ни калъфи (или например
увнти в употребяваното в до-
макинството алуминнево фолио).
За манипулирането, монтажа н
т. н. на MOS ИС важат същн-
те правила както при MOS тран-
знсторнте, като за по-ценинте
ИС се препоръчва в ннкакъв
случай да не се „спестяват"
предпазни меркн като свързва-
не иакъсо на входовете на еле-
ментите с масата на ИС. Това
мо^^да се осъществн с тънко
ал^ниево фолно, в което се
на ЯН 1ат крачетата иа ИС. Та-
76
ка набодените ИС се поставят
върху печатинте илн растеряйте
платки заедно със съответните
парчета фолио. След завършва-
не на монтажа фолиото се нз-
дърпва нзмежду крачетата на
ИС с островръх пинцет. Прека-
ленн предпазви меркн обаче не
са обоснованн, особено когато
при работа с ИС не се нзползу-
ват държачи и други предметн
от синтетични матерналн, н ра-
ботещите не са облеченн в ра-
ботой престилкн от найлон и
други подобии (тезн матерналн
имат склонност да задържат го-
лямо количество статични елек-
трическн заряди!). Веднага след
като входовете на одна MOS ИС
се свържат с други елементи
на схемата, опасността от пре-
товарване чрез статични заряди
отпада.
Допустимите входни напреже-
ння за MOS ИС са в границите
—30 ~ 4-0,3 V. Следователно на
входа на един MOS елемент мо-
же да се подава макснмално за-
хранващото напреженне за MOS
ИС—27 V. Обратно, положител-
ннте напрежения трябва да се
избягват, тъй като още при око-
ло 0,5 V входннят защитен днод
се отпушва, а за вего не е пред-
видено ннкакво вътрешно токо-
ограннчаване. За захранващите
проводници към захранващите
напрежения —Uj и —U2, н осо-
бено за замасяващия проводник
важн по аналогия вснчко каза-
но за ТТЛ техниката, макар че
в това отношение MOS ИС са
много по-невзнскателни. Въпре-
ки това за снгурност любнтелят
н прн MOS ИС не трябва да пе-
стн развръзващнте кондензато-
ри. В случая е достатъчно те
да бъдат по 10 nF. При пре-
включване на MOS логически еле-
менти не се лоявяват така ряз-
ко нзразени островърхн импул-
сн в консумнрания ток, като от-
дел нн тнпове ИС в една MOS
серия се държат по различен
начин. Тъй като има съществе-
нн толеранси в стойностнте иа
съответните типове н екземпля-
рн н пронзводнтелите не публи-
куват никакви данни от този вид,
не могат да се дадат тнпичнн
средни стойностн за това пове-
дение на MOS ИС. Прн MOS
логически елементи не се на-
блюдава склонност към появата
на трептения или самовъзбуж-
дане във внсокочестотната об-
лает (доколкото такива не се
предизвикват от погрешен вън-
111 ен монтаж) Даже прн бавна
смяна на нивата на сигналите.
Ако въпреки това производнте-
лнте на MOS ИС дават в ката-
лозите си за определени тнпове
ИС условия относно минимал-
ната стръмност на фронтовете
на нмпуленте, това е евързано
с въаможността (често нзползу-
вана при ИС с висока степей
на интеграция) да се използуват
вътрешннте капацитети на ИС
при определени пронеси на пре-
включване. По принцип в ИС
могат да се реалнзират капа-
цнтетн само в областта на ня-
колко pF, но тези стойностн са
достатъчни прн изключително
внеокоомните интеграл ни MOS
снстемн за превключващи и за-
помнящи капацитетн; предпола-
га се, разбира се, че тяхното
презареждане става достатъчно
бързо. Доколкото в специални-
те MOS ИС (основните логиче-
ски елементи от серията U 10
не принадлежат към тях, те ра-
ботят статично) се ндва до нз-
ползуването на такнва дннамич-
ни или „псевдодннамнчни" ре-
жими на работа, много полега-
тнте фронтоне иа нмпулсите во-
дят до това, че ИС илн съвсем
не реагират, или реагират от вре-
ме на време на такива импулси.
Подробности за това могат да
се намерят в каталожните дан-
нн на съответните ИС, а освен
това трябва да се спазват ука-
заннята в напълно оразмерени-
те схемн. В общи я случай обаче
любнтелят има работа само с
основни логически слемевтн, при
който са напълно допустнми н
бавните изменения на сигналите,
без прн това да има опасност
от сериозни смущения нлн дру-
ги не же ла нн явления. Входове-
те на елементите в MOS ИС
не бива никога да се оставят
отворена (неевързани); ненуж-
ните входове при MOS ИС
трябва винаги да се евързват
или към маса, или към —13 V,
респ. към~27 V! Кой от двата
начина на свързване е правнл-
ният в даден случай завнен от
изпълняваната от логическня
елемент функция и може да се
определи от фиг. 1.10. При функ-
ции И и И-НЕ ненужннте вхо-
дове се евързват към Ц2—U, а
при функции ИЛИ н ИЛ И-НЕ—
към Н=маса. Освен това е въз-
можно паралелното свързване
на фуикционално равностойните
входове на един и същи елемент.
То обаче се използува само ко-
гато не е необходимо да се по-
стнгне макенмално възможната
скорост на превключване, защо-
то прн паралелното свързване
на входовете съответно се уве-
77
НиооН.Забранена HuSaL
облает
Фиг. 2-13. Типична преходна характе-
ристика на MOS елемент от серията
U 10
Фиг. 2.14. Изходна характеристика на
MOS елемент от серията U 10 при ни-
во Н иа нзхода
лнчава входният капацнтет на
логическия елемеит. Логически-
те нива за MOS ИС са показа -
ни на фиг. 1.19. Прагът на пре-
включваве се измени в завнеи-
мост от конкретния екземпляр
между —3 V н —8 V като в
този интервал, както при ТТЛ ИС
се намира „ забранена “ облает
(фнг. 2.13), в която не се полу-
чава еднозначно изходен сигнал,
Тозн праг е идентичен с „пра-
говото напрежение“ Ut на ди-
скретните MOS транзнсторн [9,
10]. За сигурност областите на
нивата Н и L са отдалечени
още по на 1 V от споменатнте
толераиенн граннци.
Прн управление иа следва-
щн елементи и при MOS ИС е
от значение познаването на тях-
ната Матоваряемост по изход.
Съответните изходни характери-
стики (за основния логически
е/хмгчт от серията LJ 10) са по-
кАг за ниво Н на изхода —
н^Кг. 2.14, и за ниво L на нз-
хоЖ на фиг. 2.15. И тук да-
деннте стойности са усредненн.
Както може да се види от
фиг. 2.14, прн ниво Н на изхо-
да (т. е. когато изходът е „евър-
зан“ към маса) от него може
да се получи ток само около
2 mA, ако се поддържа логи-
ческого ннво Н (—2 V). Прн
около 3 mA нзходният транзи-
стор очевидно достига до на-
енщане (забележимо по стръм-
ното нарастване в кривата). От
Фиг. 2.15. Изходна характеристика иа
MOS елемент от серията U 10 при ни-
во L иа изхода
78
тази точка нататък при опреде-
ленн обстоятелства съшествува
опасност от претоварване на нз-
хода на ИС. На практика обаче
не бива да се използува повече
от около 1 mA, още повече че
произволнтелите на ИС съглас-
но каталозите и в противоречие
с фиг 2.14 за някои типове още
при 1 mA гарантнрат ннво Н
вече —3 V. По ради то ва по
начало не е възможно непосред-
ствен ото заденствуване на кон-
суматори (релета, газоразрязнн
лампн н др.) от изхода на MOS
ИС. Същото се вижда и при
изходната характеристика за нн-
во L. Тук пронзводителнте също
дават понякога гарантирано нн-
во едва >—5 V за натоварва-
не 1 mA, което също не е до-
статъчно за днректво управле-
ние на товарн. Авторът знае
обаче от опит, че характернстн-
ките от фиг. 2.13 до 2.15, както
н публикуваннте такнва криви
от производители отговарят на
истнната за повечето екземпля-
ри от серията U 10. По-големн
отклонения са установени само
при малко ИС от тези тнпове,
класнфнциранн като „любнтел-
ски“. Тьй като обаче за управ-
ление на товарн и без това след
нзходите на логическите елемен-
ти се включват нзходни ключо-
вн транзнсторн, а при непосред-
ственото свързване на входове
и изходи на логически елементи
помежду им се нзвършва упра-
вление само по напрежение, за
любителя тезн криви представ-
ляват интерес само за орнентн-
ране при проектиране на собст-
венн схеми и за груба проверка
на отклоненнята на параметрите
на заподозренн ИС. Поради то-
ва прн MOS ИС ве съществу-
ва понятие „корфнциент на на-
товарване". Любителят може да
свързва неограничен брой вхо-
дове на логически елементи към
един изход. Паралелното свър-
зване на нзходи на логически
елементи обаче прн MOS ИС,
както н при ТТЛ ИС, не се до-
пуска. Такова обеднняване по
изход е възможно през разде-
лящи днодн по аналогичен на-
чни както при ТТЛ ИС (на фиг. 2.7
диоднте се обръщат, а резнсто-
рът със съПротнвление 100 —
200 kQ се свързва към —13 V,
респ. към—27 V). Капацнтнвно-
то натоварване на нзходите нг-
рае при MOS ИС много по-го-
ляма роля, отколкото при ТТЛ
ИС и нма голямо влияние вър-
ху скоростта на превключване
на елемента. Изходните капаци-
тети не трябва да бъдат по-гог
ле мн от 100 pF. В случай че
намаляването на'стръмяостта на
фронтовете на импулсите и на
максимално достижнмата работ-
на честота (при устройствата с
MOS ИС тя е максимално око-
ло 1 MHz) може да се приеме,
нзходите на елемснтите могат
да се товарят с максимален ка-
пацигет до около 1 nF.
Управление™ на консуматори
от MOS ИС става винаги през
ключов транзистор, включен
между изхода на ИС н товара
(фиг. 2.16). Особено подходящ
за целта е полевият MOS тран-
зистор SMY 52, чнйто вход се
съгласува с разглежданата се-
рия ИС. Неговото максимално
дрейново напрежение е —27 V,
а макснмалният му дрейнов ток
е 50 mA Товарът трябва да
бъде съобразенс тезн граннчнн
79
a;
Фиг. 2.16. Възможнн изходни стъпала
за за действу ване иа различии товарн
(тук означеии с RT) от изходите на
MOS ИС. Схемата а с MOS транзистор
е за преллочитаие, когато изискваните
от /?т работно напрежение и товареи
ток допускат това
параметрн (подходящи са напри-
мер всички достъпни релета за
24 V, ако съпротивлението нм е
най-малко 500 Q). Транзисторът
Т действува като инвертор за
изходния сигнал на логический
елемент. През тече ток, ко-
гато на нзхода на този елемент
нма ниво L. Разбнра се, освен
тозн MOS транзистор логичес-
княт елемент може да управлява
и други паралелно свързани вхо-
дове иа ИС (означеии с прекъс-
ната линия) нли MOS транзи-
стора
Когато за задействуване на
товара се използуват биполярнн
траизистори, конто за управле-
нието си изнскват базов ток (до-
ставив от MOS елемента), не е
възможно към тозн изход да се
включват други входове на ло-
гически елементи, защото прн
натоварването на нзхода с базо-
вия ток не може да се гарантн-
ра съблюдаването на логическо-
го ниво. На фиг. 2.16 6z пока-
зан един прост вариант за включ-
Вна снлициев PNP транзи-
Предимство на тозн варн-
! фактът. че работното на-
ение на товара /?т може да
Т-РНР>Зл>}гЮО
t)
се избнра свободно в рамките
на допустймите граннчни стой-
кости за Т (това важн също
така за схемите от фнг. 2.16 а и в),
а прн нзползуване на подходя-
щи траизистори са възможни и
по-големн товарнн токове. Раз-
бира се, тъй като разполагае-
мнят базов токе ограничен, тран-
знсторът Т трябва да бъде с
много голям коефициент на усил-
ване р. Базовите резнстори са
необходимн, за да осигурят за-
пушването на Т при ннбо Н на
изхода на ИС чрез нама ляване
на напреженнето, което в тозн
случай може да бъде максима л-
но — 2 V. По-добре е, ако за иа-
маляйане на напреженнето .при
ниво Н се използуват снлнциевн
дноди (фнг. 2.16 в). Ако товар-
ните токове са по-малки, за
предпочнтаве е варнантът от
фиг. 2.16 а. За токове до 25 mA
са подходящи също MOS тран-
знсторнте SMY 50 н SMY 51.
Използуването на ИС U 105 D
с 6 MOS транзистора (фиг. 1.17)
има особено ^предцмство, кога-
то трябва*2Й се включат пове-
че (до 6) отделки изходн. До-
пустимо е също така паралел-
ното свързване на гейтове и
дрейнове от SMY 51 и U 105 D,
за да се повишн товароспособ-
ността на схемата (при U 105 D
общо се получава максимално
150 mA!).
80
Фиг. 2.17. Токозахрзнващ стабилиза-
тор за ТТЛ устройства
Tt-KF 517: KFY 18]
Д1. Д,—SAY 12—321
lj,-GA 100
[Л-SAY 12-32
Тл—SF 126 Е <>0.6 W; Д>2001 с радиатор
СД— VQA 12 (C/j 1,5 V) или 2XSAY
свързани последователро
С, (при- нужда)—«=»3—33 nF
2.4. ЗАХРАНВАЩИ БЛОКОВЕ
И СХЕМИ
2.4.1. Захранващи схемн
за ТТЛ устройства
Освев за най-малкнте устрой-
ства с батернйно захранванс,
винагн е необходим един спе-
циален захранващ блок. Тук са
дадени стабнлнзаторнн схемн за
ТТЛ устройства, конто са под-
ходящи за захранване на всич-
ки схемн от тази книга, както
н на други подобии схемн. По-
дробности за мрежовня транс-
форматор, нзправнтеля н включ-
вання към него нзглаждащ кон-
дензатор могат да се намерят
в [1]. Напреженнето, което тряб-
ва да се установи върху нзглаж-
дащня кондеизатор на нзправн-
теля (да се имат предвид ко-
лебаннята на мрежовото напре-
жение!), е същевременно входно
напрежение на стабнлнзаторна-
та схема. Ще напомним още
веднаж за опасността от прена-
прежения при схемите с ТТЛ
ИС и за препоръчаната тирис-
торна защита срещу такива
пренапреження, конто могат да
се появят евентуал^о при по-
вреда в стабилизаторната схема.
Където такав а защита не е
предвидена, тя може да се
вгради допълнително, като се
осъществн по схемата от
фиг. 1.28.
На фиг. 2.17 е показана едва
MHObtf интересна и полезна схема
(по [Пдаваща максимален нз-
ходен Лл 120 mA, което е иа-
пълно достатъчно за малки и
средни устройства <; ТТЛ основ-
ни логически елементи. При за-
хранващнте схеми за 5 V винаги
съществува проблемът за наба-
вяне на ценеровн диодн с по-
ниско напрежение на стабили-
зация. Показаната схема изпол-
зува вместо ценеров диод един
светодиод (вж.[14]). Типичната
стойиост на напреженнето в
права посока на светодиоди от
GaAsP, нзлъчващи червеиа свет-
лина (например тип VQA 12 и по-
добии), е 1,5—1,6 V. В случая,
освен че е източннк иа опорно
напрежение, светоднодът нзпъл-
нява функцията на контролен
индикатор за включено състоя-
нне. Характеристики на тозн еле-
мент могат да се намерят в [14].
Вместо светодиода могат да се
използуват два последователно
свързани силнциевн диода (SAY
12—32), чнйто температурен кое-
фнциент обаче е значителен. Въ-
преки това н в тозн случай ста-
билността на изходното напре-
жение остава в задоволяващи
любителя граници.
Схемата работи с днференци-
алния усилвател Г2—Т3, който
сравнява опорното напрежение
върху светодиода с изходното
6 Интегралы схеми
81
Фиг. 2.18. По-мощен токозахравващ
стабилизатор за ТТЛ устройства
(3NU74) PNP: ~ 20 W: с Радчятор
Г»—Ki-517; >0.4 W; 0>5О с радиатор (или
GC .301)
Tr-SC 206; SS2I6; 0>2ОО
СД- VQA 12 V); или 3xSAY.32.
свързаии последователно (тогава /?.—1,6 кй)
ZZ2Z1- SZX19/5.1 <6'г S5,5 V)
Tht—ST1C3/1 за 3 А
иапрежение £7мхр. Номинал чата
стойност 5 V се уставовява с
потенцнометъра Транзисто-
ры 1\ образу на с диодите Дг
и Д2 нзточннк на постоянен ток,
който осигурява базовия ток на
последователния X f регулнращ
транзистор Г4 и служи като то-
варно съпротивленне на Г3, при
което се получава го ляма стръм-
ност на регулнрането. Когато
изходното иапрежение fZ<axp се
повиши, Т3 се отпущва повече,
с което базовият ток на Г4 на-
малява и изходното иапрежение
отново спада. Евентуалната поя-
ва на трептения може да се
предотврати чрез включването
на конденза тора СР Тон обаче
не трябва да бъде по-голям от
иеобходнмата стойност за пре-
дотвратяване на самовъзбужда-
нето, защото едновременно с
това той намалява скоростта на
за действу ване на регулнращата
ве.^т прн внезапнн изменения
на дното иапрежение или на
товЦЕ Когато се използува мак-
сималният нзходеи ток, Г4трябва
да бъде снабден с радиатор,
най-малкото е необходимо вър-
ху него да се постави звездо-
образно охлаждащо тяло с го-
ляма повърхиина. Транзнсторът
7\ е PNP, като може да бъде
н германнев, но в такъв случай
еднннят от двата диода(Дг или
Д2) трябва също да се замени
с германнев диод, както е пока-
зано в данннте към фнгурата.
Схемата от фиг. 2.18 е за по-
голям изходен ток. Трябва да
се има предвнд, че тя не е
оснгурена срещу късо съеднне-
кие на изхода! Тази схема е осо-
бено подходяща за захранване на
по-големи ТТЛ устройства (на-
пример опнсаните по-нататък
цнфрови честотомерн, както и на
кварцовн часовннци н др ). Едко
от предимствата на тазн схема
е, че тя може да работи прн
входнн напрежения от 6 V (до
максимално 12 V). За разлика от
традицнонната схемотехника тук
нзходният товар се включва в
колект рната верига на последо-
вателния регулнращ PNP тран-
зистор поради което върху
него трябва да пада иапрежение
само около 1 V. Схемата съдър-
жа тирнсторната защита срещу
пренапрежеиия от фиг. 1.27 и
1.28, осъществена тук с ThA и
82
ЦДЛ. Напреженнето Ux на ЦДу
трябва да бъде макснмално 5,5 V,
а отпушващото напреженне на
тиристора — не повече от 1,4 V.
Тези изисквання се нзпълняват
почти винаги от тирнсторнте за
3 А, производство на ГДР или
ЧССР, но за снгурност тиристо-
рът може да се провери предн
монтнрането му в схемата. Ако
Thy н ЦДу са избранн правнлно,
защитата трябва да се задейст-
вува най-късно прн изходно на-
прежение t7SaxP = 6,5-ь 6,8 V, а
най-рано -прн 5,2 V, като съот-
ветното изменение на t73aip мо-
же да се осъществн с помощта
на Ry. Щом Thx се заденствува,
предпазителят Пр трябва Да се
стопн. Като източннк на опорно
иапрежение в тази схема отново
е използуван светодиод, който
същевременно служи като кон-
тролен индикатор за включе-
но състояние. С R} изходното
напреженне се установява на
5 V. Прн изменение на входното
напреженне между 6 и 12 V н
на изходния ток между 0 и 3 А
изходното напреженне се измени
с по-малко от ±0,1 V. Регулира-
щият транзистор Тt получава
базовия си ток през /?2 и Дх-
Щом изходното напреженне,
установено на номиналната си
стойност чрез се повиши,
Т3 се отпушва, защото неговата
база става положителна спрямо
потенциала на емнтера му, под-
държан постоянен чрез свето-
диода СД. Колекторният ток на
Т3 отпушва Т2 н така вернгата,
оснгуряваща базово напреженне
иа Tlt се дава накъсо от Г2. В
резултат Ту увеличава еквива-
лентното си съпротивленне, така
че по-нататъшното повишаване
на изходното напреженне се въз-
препятствува. Предназначеннето
на Ду е да оснгурн колектор-
ио иапрежение на Г2, най-малко
около 1 V, защото в противен
случай напрежеиието на наси-
щане на Г2 не е достатъчно за
снгурното запушване на Ту. Ка-
то Т2 може да се използува и
германнев PNP транзистор от
типа на GC301. Натоварването
на TV завися от входното на-
прежег^е. То може да се опре-
дели п<Хформулата
р Ubi , w
Въз основа на това може да се
прецени, дали за Т2 е необхо-
дим радиатор, респ. дали е до-
стагьчен травзистор тнп GC 301
(с Рс=0,4 W). Резнсторът /?2 се
оразмерява в завнсимост от
коефицнента на уснлване по ток
р на Ту, минималното очаквано
входио напреженне н необходн-
мня нзходен ток. Ако при
Г7ВХ=6 V и прн максималния нз-
искван изходен ток изходното
иапрежение спада с повече от
0,1 V, /?2 трябва да бъде нама-
ле.но. Със съответен транзистор
Ту тазн схема може да даде
още по-големн нзходни токове.
Макснмалната разсейвана мощ-
ност в Ту (която определи н
необходнмата големнна на ра-
диатора за тозн транзистор) мо-
же Да се нзчнслн по формула та
РпМ^вх- tAaxp) Агах- Възможно
е схемата да се прнспособи и
за по-внсокн входнн напреже-
ння. За целта е необходимо са-
мо да се увеличи съответно
Т?2(100 Q нли повече). Конденза-
торите към Ту и Тй предотвратя-
ват появата на трептения (ВЧ
самовъзбуждане).
2.4.2. Захранващи схеми
за MOS устройства
MOS ИС нзнскват вннагн за-
хранващо напрежение—£7lt кое-
то трябва да бъде —27^2 V, и
почти вннагн още едно допъл-
ннтелно захранващо напреже-
нне — иъ което е —13i£s V.
Следователво е достатъчно ед-
но относнтелно просто стабнлн-
зиране. Една такава схема е по-
казана на фнг. 2.19. Тя нзнсква
входно напрежение 324-46 V-
Двете напреження се получават
от последователно свързаните
ценерови диоди. Ако е желател-
но, последователно с ЦД2 може
да се свърже още един свето-
диод като индикатор иа вклю-
ченото еъстояннс на схемата,
който при това не консумнра
ннкакъв допълннтелен ток. По
отношение на —772 схемата има
двойно стабнлнзиращо действие,
тъй като колекторът на Т'2 е
свързаи към —Uх вместо към
—77вх. По този начни се полу-
чава по-нзгодно разпределяне
на разсейваните мощности н по-
ма лко натоварване по напреже-
нне на колектора на Т2, което
от своя страна облекчава избора
на типа на този транзистор. От
гледна точка на натоварването
на Ту су мата от нзходните то-
кове 7, и /2 не трябва да пре-
вишава 40 mA. Това е достатъч-
но дори за устройства с голям
брой MOS ИС от серията U 10
Л н ^2 (за конто могат да се
нзползуват и германиевн PNP
тнпове) трябва да бъдат с об-
S колекторио напрежение
алко 25 V н допустима
йвана мощност 0.4 W. Ако
се използуват транзнстори с по-
големн допустнмн разсейванн
мощности, могат да се консу-
мират съответно по-големн то-
кове.
2.4.3. Захранващи схеми
за операционните усилватели
А 109 и АПО
Операционните уснлвателн
(ОУ) А 109 и АПО са аналого-
ви ИС, конто обаче се използу-
ват често в комбинация с цнфро-
ви ТТЛ ИС. Усилвателят А 110
е даже спецнално проектнран
за директво свързване на нзхо-
да му към входовете на ТТЛ
елементи и вътрешвата му схе-
ма е такава. че не се превиша-
ват нзискваннте нива за ТТЛ ИС
(за разлика от А 109 уснлвате-
лят А ПО има по тази причина
и извод за маса). ОУ АПО се
използува главно като компара-
тор (сравняващ елемент за на-
преження) и входен трнгер,
както н като входен уснлвател
за ТТЛ устройства. Неговото
бързодействие е съгласувано с
това на ТТЛ техвиката н той
може да обра ботва входнн снг-
налн между ± 10 mV и ±10V,
като гн преобразува в нзходнн
сигнали, отговарящн на нзнсква-
нията на ТТЛ ИС. ОУ трябва да
се захравват винаги с две за-
хравващи напреження с различ-
на полярност. ОУ А 109 нзнск-
ва 4-(Юч-1.5) V (обикиове-
ho-H2V)h —(104-15)V (обнк-
новено—12 V). За АПО са не-
обходими 4-12 V и —6V. Тези
захранващи напрежевия могат
да се получат с традиционны
захранващи схеми, t конто лю-
бнтелят е добре запознат (какви-
84
Фиг. 2.19. Стабилизаторна схема за'за-
। хранващи напрежеиия за MOS ИС
T., Тя-KF517
ШД» ЦД.-82М»ЦЗ
I СД~VQA12 (тогава ZWj-SZX 19/12)
то се използуват обикиовейо за
траизисторни устройства |1| и
др.). В това отношение няма ня-
какви особености, конто заслу-
жава’ да бъдат отбелязанн тук.
Когато дадеинте граничив стой-
кости на захранващите напреже-
ния ие се превншават, стабнли-
зирането на тези напреження в
любителската практика н осо-
бен© във връзка с разглежда-
ннте цифровн схемн нзобщо не
е критично. Достатъчнн са Сле-
дователно най-прости стабили_
затории схемн. Освен това на-
преженията не трябва да бъдат
симетрични едно спрямо друго,
както и не трябва да бъдат
евързани едно с друго (въпре-
ки че нмат обща маса). В едни
от примерите в тази книга
ОУ А109 работа с 4-12 V и
! —6 V — в такъв случай е въз-
можно тази ИС да се захранва
общо с А 110. Поло жителноте
захранващо напрежение любите -
лят може да получи нан-често
от входного напрежение на ста-
билнзаторната схема, оенгурява-
ща 5V за ТТЛ ИС. За целта е
достатъчен един последовател-
ио евързан транзистор със ста-
бнлизирана база с помощта на Не-
веров диод, както е на фиг. 2.19.
но само с ЦДг н (в случая
ЦД трябва да се обърне, а 7\
Д1 бъде NPN т«п). За отрнца-
телното захранващо напрежение
нан-често са необходимн един
отделен изправител с нзглаж-
дащ кондензатор и отделна на-
мотка върху мрежовня транс-
форматор. Важно е само за-
хранващнте напреження за ОУ
да бъдат добре фнлтрирани и
ОУ da се свързва директив
към съответните изводи за
всяко от захранващите напре-
жения. като не се забравят
и развързващи кондензатори
към маса. Като такива конден-
заторн могат да се използуват
две групн по два паралелно
евързави керамнчни кондензато-
ра по около 33 nF.
Една подходяща аахранваща
схема е показана на фиг. 2.20
(подробности в [61]). Тън като
ОУ поддържа много точно по-
стоянно само отношение™ меж-
ду двете напреження, в общня
случай се използува една нор-
манна стабилизаторна схема.
Нейното нзходно напрежение
£7иах трябва да отговаря на су-
мата от желаните стойности на
двете отделни напреження t73axp j
н t/вахр 2* Съобразно тези стой-
ности н нзползуваната стабили-
заторна схема е необходимо на-
прежението^Л* от изправнтелния
блок да бъде между 20 и 40 V.
Прн това £/м и стабилнзаторната
схема нямат връзка към маса!
Такава връзка нма само на из-
хода на цялата схема. Изпол-
зуваният ОУ в схемата е тип
А 109 С (производство на ГДР)
в корпус DIL, като цифрите на
фигурата означават номерата иа
85
Фиг. 2.20. Стабилиза-
торна схема с ОУ
А109 за две напрежеиия
с различна полярност
ОУ— A1J9C
Г,—АС187 к (KF5O7))
Т,-АС188 к (KFSlf)/
ъ ;^i
комплементарна двойка с
радиатор
съответннте изводи. Тозн ОУ
работн тук като повторител
на напрежение. Съотношението
между двете нзходни напреже-
ння се определи от отношенне-
то T?j//?2. Ако е необходимо
t/здхр 1 = t/захр у, Трябва А?1 =
като двата резистора могат да
бъдат с постоянни фиксиранн
съпротивления. Когато /?2 е про-
менлнв резистор, с него могат
да се регулират U3nPi и67захР2,
включително н да се изравняват.
Ако са необходнми фиксирани
стойкости на напреженията
+ 12 V н —6V, /?2 може да
бъде постоянен резистор, като
—27?2 е също постоянен рези-
тор. Свързаинте към ОУ RC-rpy-
пн осигуряват необходимата за
А 109 честотна компенсация
срещу ВЧ самовъзбуждане и
едновременно с това правят
уснлвателя устойчив към пре-
товарване при късн съедннения
на нзхода. Тъй като нзходната
мощност на ОУ е твърде мал-
ка, след него е включена една
комплементарна транзисторна
двойка — Tt и Г2 (както е оби-
чайно за крайните стъпала на
джобннте транзнстории прнем-
•). Нелннейността и евенту-
ге толеранси на тезн еле-
и не оказват влияние върху
действието на схемата, защото
транзнсторите са включени в
контура на регулиране на ОУ
(веригата за отрнцателна обрат-
на връзка от клемата за маса
към извод 4 на ОУ). По тази
причина параметрите на тези
транзнсторн не са критични. Те
трябва обаче да поемат разлн-
ката между консумнраннте токо-
ве ОТ t/захр I Н £/мхр 2- Разлика-
та между двата захранващи
тока прн захранване на други
ОУ и подобия схемн е нан-че-
сто само няколко милиампера
на всекн ОУ, поради което н
натоварването на Тг н Г2 в
вормалния случай остава малко.
Най-лошият случай е, когато
токово е натоварен само еднни-
ят от двата нзхода — t73aXp i
илн t7MXp2- Тогава транзисторът
на ненатоварената „страна"
трябва напълно да поеме целия
консумиран ток.
Схемата от фиг. 2.20 има емн-
съл да се използува само прн
високи нзисквання към постоян-
ството на напреженията t73axpi и
£/захр2. На Фиг- 2-21 f Дадена
още една проста схема, функ-
ционално отговаряща на схема-
та от фиг. 2.20 и напълно за-
доволнтелна по качествата си
за захранване на ОУ в цифро-
86
Фиг. 2.21. Опростела захранваща схе-
ма за ОУ
ЦДх — SZ600/121/А,ахр1
ZW,-SZ630/12 (SZ 600/6)£С/Захр2
Фиг. 2.22. Захранваща схема за ОУ с
+12 V и —12 (—6) V
Т^-~SF126E с радиатор
Г.— KF517 с радиатор; (или GD100>:
I W. Ge)
£/Д,—SZX19/I3
ZZA-SZXlfi/13 (SZX 19/6,2)
би схеми. Напреженнето £7ВХ от
изправителния блок тук също ие
бива да нма връзка към маса.
Необходимнте указания за ораз-
м еря ване на схемата при съот-
ветното приложение с а дадени
към фигурата. Накрал ще бъде
дадена още една захранваща
схема от традиционен тип (фнг.
2.22). Стойността на отрицател-
ното изходно напрежение се
определи от ЦД.2 (данннте в
скоби за — 6V саза захранване
на ОУ А 110). Колекторните
резистори. свързани последова-
телно на Тх н Г2, имат за за-
дача да намалят разсейваната
мощност в транзнсторите, така
че да могат да се използуват
по-маломощии типове транзисто-
рн. В случай че от трансформа-
тора се получава напрежение
14 + 16 (вместо по-често
срещаиото вторично напрежение
24 V~, за което е предназначе-
на схемата), колекторннте ре-
зистори на транзистбрите могат
да отпадиат, респ. резисторът
към Т2 при 6 V изходно напре-
жение може да бъде нам а лен
на 82 Q.
2.4.4. Захранващи схеми
с универсалния интегрален
стабилизатор иа напрежение
МАА 723
Тъй като в електроннката пов-
семестно са необходими посто-
янни захранващи напреження, за
тазн цел е съзцадена специална
аналогова ИС, която много опро-
стява реалнзнрането иа стабилн-
заторни схеми с отлнчнн качест-
ва. Тазн ИС е известна в меж-
дународен мащаб като „тип 723“
и се произвежда от много произ-
водители в различии корпуси.
За любителя е достъпна внася-
ната от ЧССР (производство на
Tesla) ИС тип МАА 723 (МАА
723 Н е еквивалентен тип, кон-
то за любнтелскн цели е иден-
тичен със 723). ИС МАА /23
(фнг. 2.23) съдържа най-напред
един източник на опорно напре-
жение. Той се състои от един
сравняващ уснлватал на чнй-
87
то вход се поддържа неизменно
напрежение посредством захран-
вания с неизменен ток ценеров
диод. Ценеровият диод и източ-
ннкът на неизменен ток са също 5о_
част от интегралната схема. Реа- 1
лизирането на ЦД като инте-
грален елемент позволява той да
се получи с нзключително малък
температурен коефнциент. По от-
ношение на получаваните и от-
даванн иавън опорни напреже-
ния тозн коефнциент е много по-
малък, отколкото при съотнет-
ния дискретен елемент! На нз-
хода на тази част от ИС—-из-
вод 4—се получава следовател-
но едно опорно напрежение С7ОП
с го ляма стабилност. То е в ин-
тервала 6,8^7,5 V в завнснмост
от дадения екземпляр и тозн
извод може да се натоварва мак-
симално с ток 1,5 mA. Освен
това ИС съдържа един усилва-
тел за регулнране на напреже-
ине (Уя), изпьлнен като ОУ. Не-
говнят изход управлява непо-
средствено един последователен
регулиращ транзистор (7\г,), к°й-
то също се намнра в ИС и чиито
ко лектор и емитер с а достъпии,
като са изведени на изводи иа
корпуса. Натоваряемостта на то-
зи транзистор (прн охлаждане
на ИС съе съответння за корпуса
й радиатор) е 0.6 W, респ. 0,15 А
или 40 V. Разбира се, любите-
лят не бива да превишава тези
граничим стойности. При малки
и средни токове е възможно
непосредственото стабилизиране
с Тк без допълннтелни елементи.
Най-сетне ИС МАА 723 съдържа
зпт; един помощен транзистор
^Акойто може да се изполеу-
различии схемотехнически
илГщитни цели (ограинчаваие
тахЦ15ЪимггЪ0У
^7UC
Щзх
10
168+7,5V)
<15тА
я й,
Фиг. 2.23. Принципиа функционална
схема на мнтегралния стабилизатор на
напрежение тип МАА 723
по ток; изключване на изходно-
то напрежение по команда отвън
и др.). Допълиителният ценеров
днод ЦДз се съдържа само в
някои типове 723, произвежданн
в 14-изводни корпуси DIL. Този
диод няма никакво значение за
любителя. Включваннят външно
конде нзатор Ск (както ё извест-
но, капацитетн над 10 pF ие мо-
гат да се реалнзнрат в ннтеграл-
но изпълнение!) служи за ком-
пенсация на честотиата харак-
теристика на ИС. Цялата ИС се
захранва с налнчното и без то-
ва вход но напрежение (7ВХ. Чрез
съответно външио свързване на
изводите й от нея могат да се
получат почти венчки изисквани
изходни напрежеиия и (с малко
допълиителнн елементи) токове.
Собствената консумация на МАА
723 е само около 2,5—5 гпА.
Достижимата стабилност на из-
ход ното напрежение зависи от
външната схема. Във всеки слу-
чай колебанията на изходното
напрежение в целия обхват на
товарн и токове са по-малкн от
0,1% от стойиостта на изходио-
то напрежение. Температуриият
коефнциент на това напрежение
88
Риг. 2.24
>—вътрешна схема на МАА 723; б— разполо-
кение на изводите на двата прнетн корпуса
ч тип 723
i по-малък от 0,05%/° С. На
|)иг. 2.24 са показами вътрешна-
та схема и разположението на
изводите на този интегрален
стабилизатор. Внимание: за един-
ство тук разположението на
изводите както на корпуса
тип DIL, така и на кръглия
корпус тип ТО са дадени-я
поглед отгоре! В обичаймия
случай кръглият корпус тряб-
ва да се разглежда както
транзисторите от долу, като из-
водите се иомерират по посока
иа часовниковата стрелка! За
любителя не е необходимо да
познава и разбира в подробности
вътрешната схема. Затова тук
са дадени само някои типичнн
подробности в принципа на из-
граждане иа тази ИС. За цене-
ровия днод ОДА е използуван
източник на неизменен ток, осъ-
ществеи с N-каналния полевн
транзистор 7\. Следователно в
тази ИС върху една подложка
са реализнрани ценеровн дно дм,
полевн транзистор, PNP и NPN
транзистори, както и резистори!
В тазн схема обаче ЩЦ не из-
пълнява ролята на източник на
опорно напрежение, както еУвъв
фиг. 2.23, а служи само да оси-
гури неизменен ток за тран-
зистора Т2 в „токовото огледа-
ло“. Г2 е включен като диод.
Прн това специално свързване
получеиият в Г2 колекторен ток
се „отразнва" със същата стой-
чюст (защото базовите напре-
жеиия и коефициентите р на
Г2, Т3, Т7 и Тв са еднаквн) ка-
то колекторен ток на Ти и
Тв. Тези транзистори образу ват
една т. нар. „токова банка"; ста-
ва въпрос за източници на не-
изменен ток, чнито колекторни
токове са винаги равни иа ко-
лекторния ток на Г2 или спо-
ред геометрията на транзисто-
рите върху кристалл отговарят
на точно определена част от не-
го. Поради тези си специални
свойства схемата осигурява чрез
ЦД1 на извод 4 едно строго
неизменно опорно напрежение
1/0„. Ги и Г12 образуваГ рету-
лиращия напрежението усилва-
тел У2, а Лд е предусилвател за
свързвання към външната схема
мощен последователей регули-
ращ транзистор Г1Б. С помощта
89
на Г?6 регулирашият транзи-
стор Г1Б може евентуално да
се изключва чрез закъсяване на
базата на Г14. От схемата се
вижда също, че единствеинят
кондензатор между Г4 и Те е
миого малък, което потвържда-
ва споменатия факт, че в една
ИС могат да се реализират ин-
теграл ни капацитети само от
няколко пикофарада. Това се
обяснява с извънредно малките
разполагаеми площи — от гол fl-
мата само няколко квадратни
милиметра площ на чипа на та-
зи ИС мощният регулнращ тран-
зистор Г15 заема около 90%.
Останалите 10% от площта на
чипа съдържат цялата останала
част от вътрешната схема! В [27]
могат да намерят точните пара-
метри и повече подробности за
ИС тип 723. Входното напре-
женне, което се получава от
мрежата чрез изправител и из-
глаждащ кондензатор без ия-
какви особеиости, с оглед на
действието на вътрешната схема
ва ИС трябва да бъде най-мал-
ко 9,5 V. Максималио допусти-
ма! а му стойност е 40 V.
**На фиг. 2.25 е показана най-
простата захранваща схема, ко-
гато изходното иапрежение тряб-
ва да бъде между 2 и 7 V. От
нея може да се консумнра мак-
симално 150 mA. Максималчата
отдавана мощност е 600 mW и
тя не бива да се превишава.
Когато входното иапрежение е
значителво над 9,5 V, максимал-
но допустимият изходен ток
4зх max трябна да се иамали! То-
ва ^тава по формулата, Дадена
фиг. 2.25. Схемата използу-
^Няличния транзистор като
^Следователей регулиращ тран-
3V
£V
3,9кг
2,2К2
IkQ
u3xD
Фиг. 2.25. Принципна аахранваща'схе-
ма с МАА 723 за изходни напреже-
ння от 2 до 7 V
знстор и 7*16 за токоогранича ва-
не (фиг. 2.23 и 2.24). Върху
„токовия датчик" Ro (фиг. 2.25)
се създава пад иа напреженне,
пропорционален на изходния ток.
Щом този пад досгигне около
0,65 V, в ИС се отпушва Г1е, в
резултат иа което Г19 се запуш-
ва. Ro се оразмерява по дадена-
та иа фиг. 2.25 формула, къде-
то 4)3x0 е токът, при който
трябва да настъпи ограни-
чаване. Следователно винаги
4пх изх max!' > ТЗКЭ CXCM3ТЯ Дей-
ствува токоограничаващо и ка-
то следствие е устойчива на къ-
си съединення, обаче в случай
на късо съединение на изхода
разсейвайата мощност в ИС все
пак силно нараства. Превръща-
ната* в' ИС в топлина разсейва-
на мощност при късо съеди-
нение може да се изчисли
приблизително по формулата
Рразс^^язх О^вх, КаТО Ррззс
=0,6 W. При краткотрайно къ-
со съединение на изхода с про-
дължителност макснмално 0,5 s,
какъвто е случаят при зареж-
дане на еле два щи електролнтни
кондензатори в момента иа
включваието» може да се прие-
90
ме Рразс nfax=0,8 W. От казаното
еле два, че когато входното на-
прежение е нисоко, трябва да
се установи по-малък ток /изх 0,
т.е. да се увеличи съответно ро,
с което съответно се намалява
и максималннят нзходен ток.
Отношението на към /?2 оп-
редели изходното иапрежение,
чиято иоминална стойност меж-
ду 2 и 7 V може да се нагласи
cR2. Ориентировъч.чи стонности
на тези резистори в зависимост
от изходното напреженне са да-
дени иа фиг. 2.25. Когато ие е
иужто точно устаиовяване на
това иапрежение, резисторите
могат да бъдат с фиксираиа
стойност. Стойността на R3 ие е
критична и в тази схема, както
и в следващите подобий схеми
като оптимална стойност за то-
зи резистор може да се приеме
около 2 kQ. Тази стойност мо-
же да бъде н нула, с което
резисторът отпада като елемент
на схемата. Това има като ре-
зултат единствеио известно мал-
ко влошаване на температурння
Фиг. 2.26. Принципнз захранваща схе-
ма с МАА 723 за изходни иапреже-
ния от 7 до 37 V
/?О
(7+37V)
25к
в 7S
г Т*'
HqUer №
1 KOpP^F
1427-Ж4 723(МАА 723Н)
Ча. 1
75 И ~ 7k
28V\ -Wk
коефициент на изходното напре-
жение. Кондензаторът СК се нз-
бира според приложенного на
схемата от (най-малко!) 100 pF
до 1 (iF или малко повече. При
малки стойкости на Ск схемата
има склонност към неустойчи-
вост на регулирането при бързи
изменения на входното напреже-
ние или иа товара, докато голе-
мнте стойностн на Ск я правят
по-бавноденствуваща, така че
понякога е възможно тя да не
реагира (да не отрегулира) на
краткотрайни отскоци във вход-
ното напреженне. Като компро-
мисна стойност може да се прие-
ме приблнзително 10 nF. При
колебания в натоварването иа
нзхода се получават съо!ветни
колебания на напрежеиието вър-
ху /?о» конто ИС отрегулирва
(контур на регулиране с обрат-
на връзка от изхода през R&
сравни с фнг. 2.23). Малки из-
ходни напрежения до 7 V се
установяват, като наличного
опорио иапрежение на извод 4
на ИС се дели чрез Rr и R2.
Следователно, за да се получат
изходни напрежения иад стой-
ността на Uon. е необходима
друга схема иа свързване иа ИС.х
На фиг. 2.26 е показана схема
за изходни напрежения от 7 до
37 V. £7ВХ трябва да бъде поне
с 3 V по-голямо от £7,13Х (обаче
максимал ю до 40 V, като тази
стойиост не трябва да се преви-
шава дори за кратко време и
трябва да се внимава за въз-
можни краткотрайни пренапре-
жение в мрежата!). Действието на
тази схема може да се разбе-
ре при сравнение с фиг. 2.23 и
ие изисква никакво по- подробно
обяснение. Изходното на пре же.
91
Фиг. 2.27. Свързване на допълнителен
мощен регулиращ транзистор към
МАА 723 за цовмшаване на натова-
ряемостта й:
а—схема с PNP тралЛстор; б—скема г NPN
транзистор
ние може да се установи според
необходим остта чрез Ориен-
тировъчни стоимости на този
резистор за ня кои изходни на-
прежения са дадени на фиг. 2.26
(при това винаги —6,8 кй).
За определянето на R„ /,,зх тах и
съответните съображения за
максимално допустимата разсей-
вана мощност тук важи вснчко
казано за схемата от фиг.2.25.
Както показват дадените фор-
мула, когато разликата С7ВХ—С7„зх
е голяма, не са възможни по-
годе ми изходни токове. И в иай-
благоприятння случай не може
да се постигне по-голям ток от
0,15 А. За по-големи токове
трябва да се използува допъл-
нителен мощен транзистор, кой-
то да се управлява от ИС. По
този начин лесно могат да се
достигнет токове до няколко
ампера и съответно по-големи
(тейвани мощности.
фиг. 2.27 са показани два
BBihh варианта с допълнител-
лртраизистори. В тези примери
са дадеии широко разпростра-
нени типове траизитори, но
естествено могат да се изпол-
зуват и други с подобии пара-
метра За оразмеряване иа всич-
ки резистори и тук важи каза-
ното към фиг. 2.25 я 2.26. От
фиг. 2.27 а може да се разбере,
защо при изготвянето на ИС
извод 7 от съдържащия се в
иея регулиращ транзистор Г1Б
е специално изведен иавън, вме-
сто да бъде вътрешно свързан
с t7BX: по този начин между дру-
гого става възможио използу-
ваието на PNP транзистор въ-
преки положителното захраива-
що напрежение (принцип, подо-
бен на този от фиг. 2.18), което
облекчава избора иа материал.
При оразмеряваието на R^ по
формулата от фиг. 2.25 в тази
схема като /иэх 0 се замества или
максималният ток, прн който
трябва да настъпи ограннчаваие
в случай на късо съединение,
или иай-миого максимално до-
пустимият емнтереи ток за до-
пълнителння мощен транзистор.
Тозн транзистор трябва да има
коефициент иа усилване по ток
₽Э10 /„„о (където /вм о е в ам-
пери). Освеи това трябва да се
внимара съответннят за /изх0 и
92
Фиг. 2.28. Принпипна схема за получа-
ване нЗ .подгьнатз' изходна характе-
ристика
за действителната стойиост на
₽ на дадения транзистор ивиск-
ван базов ток иа транзистора
да бъде най-много0,15 А, респ.
още по-малък, когато това е
необходимо съгласзо формула-
та от фиг. 2.25 за /изх тах (какъв-
то е случаят при по-голяма раз-
лика между £УВХ и UmJ. Необ-
ходимата миннмална стойиост
за р на допълнителння транзи-
стор се обуславя от разполагае-
мия базов ток за този транзи-
стор, който е /ках<0,15 А, й оп-
ределенна стойност за /изхо. При
много иеблагоприятнн предпо-
ставки това не може да се по-
стигне с един мощен транзистор
и в такъв случай се използува
познатата комбинация от два
транзистора, наречена съставен
транзистор (илн схема на
Дарлингтон). Един такъв при-
мер е показан на фнг. 2.31. Раз-
сейваната мощиост в мощния
транзистор (фиг. 2.27), по която
се избира типът на този траи-
вистор, се изчислява по форму-
лата (<7„—При
Фиг. 2.29. Поведение иа ИС МАА 723
при нормално огракичаване иа изход-
ния ток (/) и при „подгъната" харак-
теристика (2)
това трябва да се има предвид,
че при късо съединеиие на из-
хода t7B3X става ну ла, а /изх=
— /FS!t о» т е. тогава транзисторът
преобразува в теплина значител-
на мощност. Ако схемата тряб-
ва да се оразмери за продъл-
жително късо съединеиие, тряб-
ва да се използуват много мощ-
ии траизистори и да се израз-
ходват значнтелни средства, за
да се оенгури тяхното охлажда-
не. Ето защо в такъв случай в
конвенционалиата схемотехника
се прилагат схеми с превключ-
ваие, при конто в случай на къ-
со съединеиие токът става мно-
го малък. Такива схеми имат
„подгъвата" изходна характери-
стика (фиг. 2.29). На фиг. 2.28
е показано реалнзираието на та-
кава характеристика с МАА 723.
Досега разглежданото токоогра-
ничаване отговаря на характери-
стиката / от фнг. 2.29. При не-
го щом бъде достиглат токът
/изх 0, изходното напрежение спа-
да стръмно към ну ла. „Подгъ-
иатата" характеристика е пока-
93
зана с крива 2. При нея щом е
достигната стойността /1гах0, то-
кът намалява иа една малка
остатъчна част от тока иа късо
съединение —устаиовеиата стой-
иост /кс. Едва след като се по-
лучи по-ниска от тази стойиост
на изходиия ток чрез отстраня-
ване на късото съединение и
евентуално изключване на това-
ра или иа эахранващото на пре-
жен не Г7ВХ, началното състояние
на схемата се възстановява. По
този начин в регулнращия тоан-
зистор се отдели по-малко топ-
лива при късо съединение. Схе-
мата, осигуряваща „подгъната“
характеристик^, и принципните
правила за нейното оразмерява-
не са дадени на фиг. 2.28. Ra
и Rb са в областта около 1 kQ.
Изчислеинята пЪказват обаче, че
тази схема не е изгодна, тъй
като Ro сега се получава зна-
чително по-голямо от 1 Й, съот-
ветно по-голям ще бъде падът
на иапрежеине върху него и ре-
зисторът трябва да бъде за no-
гол яма мощност, което ог своя
страна поставя изискването за
по-високо £7ВХ и създава про-
блемн във връзка с натоварва-
нето на Ro. Например при отно-
сите лно „скромните" изисква-
ния за /и9х0 =0,6 А и 5 V
(необходимият за ток 0,6 А до-
пълнителен транзистор не е по-
казан на фиг. 2.28) е необходи-
мо /?0<=«30 Й (при приетн Ra=
= 2Rb и 7кс=60 шА=1.0¥о от
/тах). При това Ro трябна да
бъде за около 10 W, a UBX—
иай-малко 22 V. Следователи©
схемата с „подгъната“ характе-
ристика при използуване на
МАА 723 не е изгодна и пора-
ди това се прнлага в практика-
та съвсем рядкэ. За любителя
тя едва ли има някаквэ значе-
ние. Теоретично разглеждаие иа
тази схема може да се намери
В [27].
Нан-накрая ще бъдат показа-
ни още два примера на оразме-
реии-захранващи схеми с МАА
723. Схемата от фнг. 2.30' е под-
ходЛца за захранване на ТТЛ
устройства и при изходно иа-
прежение 5 V, което при необ-
ходимост може да се регулира.
като RA се замести с регулиру-
ем резистор 2,5 кй, може да
дава ток максимално до 0,6 А
t /?0=1 Р. Ако за Тх се изпол-
зува по-мощеи тип (например
3NU74) с (ЗЭгЗО, чието охлаж-
дане може да осигури разсей-
ване на мощност най-малко 30 W,
може да се намали иа 0,2 €2
и от изхода може да се кои-
сумира ток около 3 А.
Близ захрачваща схема с ре-
гулируемо изходно напрежение,
която може Да се използува иа-
94
Фиг. 2.31. Универсалия захранващи cj^-
ма с регулируемо изходно напрежение
Д1, Л,—SY202 7\—SFI28 С-»-Е с рахиатор
ИС—МАА 723 Тх—KU605 с радиатор
0.5
Фиг. 2.32. Изменение на схемата от
фиг. 2.31 за но-големи изходнн токове
7.-SF128 Е-S-r с радиатор
Т,. Tt—K(J60j с радиатор
пример като уииверсално токо-
захранващо устройство и позво-
лява плавно регулиране на из-
ходгГото напрежение в интерва-
ла _ 2—30 V, е показана на
фиг. 2.31. Тя може да се иато-
варва с ток максимално 0,5 А
(при Rr=0,4 Q). При още по-
малко R(, могат да се получат
до 1,5 А, но не бива да се за-
бравя, че при установяване на
по-ннски изходнн напреження
(конто се регулират чрез Rt)
трябва да се намалява съответ-
но траисфооматорного напреже-
ние н с това UBK или по нача-
ло да се използува трансфор-
матор, даващ по.-ниско напре-
жение (за язходни иапрежения
до 20 V може да се използува
трансформатор за 24 V) При
изходно напрежение 2 V и из-
ходен ток 1,5 А, ако ие се на-
малн входного напрежение, в
Г2 ще се отделят около 50 W
разсейвана мощност, което мо-
же да бъде допустимо само ако
транзисторът е снабдеи с мно-
го голям ребрест радиатор. За
Т2 могат да се използуват и 2
паралелно свързани транзисто-
ра, прн което разсейваната мощ-
ност се разделя. Съответиото
изменение уа схемата от
фиг. 2.31 е показано иа фиг. 2.32.
Тук за Т\ се използува също
само един транзистор, който
обаче трябва да има р>300 и
трябва да е сиабден със звездо-
образен радиатор. Тъй като /?0
е разделено в двата емитерни
резистора по 0,5 Q, малките
разлики в параметрите иа и
Г3 нямат неблагоприятно влия-
ние (въпреки това двата тран-
зистора трябва да бъдат еднак-
ни, като непременно тр1бва да
имат пове приблизително еднак-
ви коефициенти р). В изправи-
теля на напрежението от мре-
жовия трансформатор е необхо-
димо да се използуват дноди
П5
за 10 А (дноднте Д и Д2). В
лаборатории ток оз ах ран ва щи ус-
стройства от този вид е добре
да се вградят измервателни уро-
ди за изходиия ток и изходно-
то иапрежение, както е в схе-
мите от фиг. 2.31 и 2.32 — уре-
дите mA и V. Прн това трябва
да се има предвид, не нзмер-
вателят на ток ие бива да се
включва на изхода, защото със
своето вътрешно съпротивлеиие
той би влошил значително ста-
бнлизирането! В схемите от
фнг. 2.31 и 2.32 този уред е
включен в контура на регули-
раие и по този начин падът на
напреженне върху него, обусло-
вен от товарния ток, се отрегу-
лирва от ИС. Схемата на \ни-
версално приложимого и висо-
костабиляо любителско захран-
ващо устройство от фиг. 2.31
показва особено убедително до
какво опростяване на схемите
води използуването на ИС МАА
723.
2.4.5. Универсалии
захранващи флокове
с дискретни елементи
Универсалните захранващи
блокове с регулируемо изходно
напреженне и настройваемо то-
коограничаване са много полез-
ни в експерименталната работа
и в интеграл на та схемотехника.
Те могат да се реализират и без
използуването на ИС, което за
любителя понякога е по-икоио-
мично. За експериментални це-
ли н любителската практика осо-
бено подходящ се е сказал мно-
«;осто осъществимнят прии-
а паралелиня стабилизатор,
у който трябва да се обър-
96
не особено внимание. Една та-
кава схема читателят може да
намери в (1], в т. 5.4.3- „Експе-
риментален захранващ блок с
токоограннчаваие“.
2.4.6. Специални
разновидности
иа захранващи схеми
В „смесените" схемни реше-
ния, в конто са включен и както
ИС, така и дискретни активни
елемеитн (каквито се срещат
именно в любителската практи-
ка), понякога са необходимн по-
мощни иапрежения с различна
полярност или с по-вис ока стой-
ност от разполагаемите основни
захранващи напрежения. Често
тези спомагателни източници на
иапрежение са натоварени само
с малък ток. В случай че не е
възможно тези напрежения да
се изведат иепосредствено от
наличиите захранващи източни-
ци, трябва да се използуват ни-
кои специални схемни „трико-
ве“, малка чаСт от конто могат
да се намерят в тази точка. В
т. 2.4.3 вече бяха дадени ука-
зания за захранваието иа опе-
рационните усилватели (фиг. 2.20
и 2.22). Често обаче се разпо-
лага само с един единствен за-
храиващ източник за 12—15V,
докато ОУ изисква -р(12—15) V
и —(12—15) V. При батерийно
захранване това предполага ба-
терийно напреженне 24—30 V.
Проблемът се решава чрез схе-
мата от фнг. 2.33. Тя изисква
само едно иапрежение 12—15 V,
което обаче ие трябва да има
връзка към маса. Схемата пред-
ставлява един „ без транс фо рма-
тореи трансвертор" със след-
CY110
~Fi
*“—L----------- J----K-' 'J I Й U
Фиг. 2.33. Схема за удвояване на на-
прсжение за получаване на две захран-
ващи напрежения за ОУ от едно вход-
но иапрежение
Г,. Т—GC1S1 Т.-АС188 к (KF 517)
Г,—GC 301 7,-АС 187 к IKF 507)
ващ удвоител на напрежеиието
(в [1] могат да се намерят подоб-
ии схеми). Мултивибраторът
7\—Т2 работи с чесгота на пре-
включване няколко кнлохерца,
чиято точна стойност не е кри-
тична н може Да се устаиовява
по познатия начин (|1 ]) с помощ-
та на базовнте кондензатори на
7\ и Г2 (двете „полпенни* иа
м лтивибратора трябва да са
оразмерени еднакво!). Генерира-
ните импулси се подават на им-
педансння преобразувател Тя и
от изхода му управляват про-
тнвотактното крайне стъпало
Tt—Тъ. Това стъпало се изпъл-
иява с комплементарна транзи-
сторна двойка, което широко се
използува и при НЧ крайни стъ-
пала. Според състояиието на Г3
се отпушва или Г4, при което
Тъ се запушва и С2 се зарежда
презчД2- или Л се запушва, а
Гб се отпушва, при което се за-
режда Ci през Дг. Както Clt та-
ка и .С2 се зареждат до захран-
ващото иапрежение (намалено с
пада иа напрежеиие върху от-
птшените Дл и Д>). Тъй като
Сг и С2 са свързаии последова-
те.тно, между нзходните клемн
се получава прпблнзително уд-
воената стойност на захранва-
щото иапрежение и чрез свърз-
ване на общата точка на СА и
С2 към маса — две еднакви на-
прежения с различна полярност
спрямо маса. При даденото
оразмеряване на схемата (при
дадените типове транзистори
кондензаторите С, и С2 не би-
ва да б ьдат с по-голям капаци-
тет) изходите могат да се на-
товарват с максимален ток око-
ло 0,1 А, прн което изходното
иапрежение спада на около 12—
13 V (при празен ход това на-
прежение е съвсем малко по-
пнеко от входното напрежеиие
15 V). За дадеиото оразмерява-
не най-благоприятната честота
на превключване 'на мултивиб-
ратора е в граннците 1—5 kHz.
При оцетка на стаби'лността
на изходните иапрежения, която
не особено добра, може да се
изхожда от факта, че операци-
онният усилвател' по принцип
консумира приблизително неиз-
менни токове. При неизменно
натоварваве на изхода на схе-
мата (фиг. 2.33) постоя'ictboto
на изходните напрежения зави-
си съществено от постоянство-
то на входното напреженне. Схе-
мата може да се оразмери и за
по-ниски напрежения чрез на-
маляване ва съпротивленията на
резцеторите и увеличаване на
капацнтетите на кондензатори-
те. При дадените стойностн тя
7 Интегрални схеми
97
може да се използува до около
9 У според коефициентнте р на
транзисторите. Възможно е, раз-
бира се, и комплементарно („об-
ратио**) изпълнечие на схемата,
при което за Тх—Т9 могат да
се използуват силициеви NPN
типове траизистори (например
SF126C или други подобии).
В такъв случай в крайнего стъ-
пало Г4 и Т6 трябва да се раз-
менят помежду си, а Ди Д2 и
електролитните кондензатори,
както естествеио и входното
напрежение, трябва да сменят
полярността си. И в двата ва-
рианта иа схемата за и Д2
могат да се използуват и силн-
циеви диоди (SY 200), обаче за
тях, както и за 7\ и ГБ, трябва
да се предпочитат германиеви
типове, защото те имат по-мал-
ки падове на напрежение в пра-
ва посока, отколкото съответни-
те силициеви елементи.
В устройствата с ТТЛ ИС
чрез подобии методи могат да
се получат както отрицателни
спрямо маса спомагателии на-
прежения, така и да се „повди-
га“ наличното захранващо на-
прежение за ТТЛ елементнте
(5 V). Една проста възможиост
за реализиране на първня вари-
ант показва фнг. 2.34. Като „за-
действуващ елемент“ се изпол-
зува основен логически елемент,
например 1/4 ИС от типа D 100
или друга подобна. На входа иа
този логически елемент се по-
дана поредица от импулси с че-
стота около 1—10 kHz; въз-
уожни са и по-високи честоти,
•ад около 30 kHz к. п. д. на
1ата започва да се влошава
лежимо. В случай че нм пул-
ей с подходяща честота се ге-
Фнг. 2.34. Получаване на отрицателно
напрежение—2 до—3 V в ТТЛ уст-
ройства
нерират и без това в самого
ТТЛ устройство за някакви дру-
ги цели, те могат да се изпол-
зуват направо (например от так-
тов генератор или делител иа
честота). В противен, случай те
се получават от спецнално мон-
тирана за целта схема на им-
пулсеи генератор (вж. т. 4.1.3.1).
Когато на изхода на логический
елемент има потенциал Н, кои-
дензаторът С, се аарежда през
диода Дх (стойиостта ва този
кондеизатор ие бива да бъде
по-голяма от иеобходимата за
постигане на желаното изходно
напрежение при дадеиото нато-
варваие). Щом потенциалът на
изхода на логический елемент
стаие L, отдана заряда сн
през Д2 на С2, като по този на-
чни върху С2 се получава на-
прежение с отрицателна поляр-
ност спрямо маса. Така получе-
ният източник на отрицателно
напрежение има малка иатона-
ряемост поради възможиостите
иа изхода иа ТТЛ елемента. На-
личного напрежение на изхода
иа логический елемент при по-
тенциал Н е около 3,5—3,6 V
и се иамалява със с у мата от иа-
преженията в права посока вър-
ху диодите, така че на изхода
при празен ход могат да се
очакват максимално около —3 V.
По тази причина за предпочита-
98
Фнг. 2.35. Разширена схема за полу-
чаване на—2 до—3 V в ТТЛ устройст-
ва
не е Д и Д2 да бъдат герма-
ииеви дноди, като даже могат
да бъдат нискоомни типове за
0,1 А от серията GY 100. При
иатоварване с 2 mA t7„3X се иа-
ыалява на около —2 V. По-п>
леми натоварвания, конто тряб-
ва да се избягват и от гледна
точка на допустимото натовар-
ване на логический елемеит, во-
дят до много бързо спадаие на
това напрежение.
По-големи натоварнания до-
пуска работещата на същия
принцип схема от фнг. 2.35, в
която е използуваи мощннят ло-
гически елемент D 140 (при схе-
мата от фиг. 2.34 използуването
на мощни логически елементи
ие води до забележима из го да!).
Тя работи самостоятелно и е
снабдена със собствен импулсеи
генератор. Резисторът е със
съпротнвлеиие 270 Q и не е
променлив. Кондензаторът Q
определи честотата на генера-
цинте, която в случая е около
150 kHz. Други стойиости мо-
гат да се получат лесно при друг
капацитет С\, обаче 150 kHz
е горната граница за осигурява-
ие на задоволително действие
на схемата. При тази честота мо-
же да се работи със съответио
по-малки кондензатори за удвоя-
ване иа напреженнето (10 nF).
Тук Д1 и Д2 в единия клои н
Дз и Д в другия клон изпъл-
няват в противотакт същата
функция както при схемата от
фиг. 2.34. Те работят върху един
общ тонарен кондеизатор, от
конто се взема «изходното на-
прежение— £7НМ. Благодарение
на високата честота и принципа
на противотактност в това на-
прежение са насложенн много
малки остатъчни пулсации. С
дадените елементи при празен
ход схемата дава изходио на-
прежение максимално около
—3,2 V. При натоварваие с 5 mA
то спада иа около —2 V, като
това е максималното възможно
иатоварване. За Дл—Д± по ве-
че споменатите причини е за
предпочитане да се използуват
германиеви типове. Схемата мо-
же да се осъществи и с обик-
новенн логически елемеити (1 /2 D
100 или други), но тогава мак-
сима лното възможно иатовар-
ване на изхода при t/„3X=—2 V
е около 2,8—3,2 mA.
Когато в ТТЛ устройствата
е необходимо положителио на-
прежение, по-високо от налип-
ните 5 V, то може да се полу-
чи по подобен начни чрез „по-
в дитане “ на изходното напреже-
ние на ТТЛ елементите. Схема,
която осъществява това, е по-
казана на фиг. 2.36. Тук задей-
ствуващите изходни логически
елемеити са ЛЕ$ и ЛЕ^ конто
трябва да се управляват проти-
вотактно. Схемата е снабдена
за тази цел със самостоятелен
генератор, изпълнен с елементи-
те ЛЕ^ и ЛЕъ като и четирите
елемента могат да бъдат от ед-
на ИС D 100. Тъй като за уд-
99
вояване на иапрежението са не-
обходими електролитнн конден-
затори, генерираната честота се
установява на около 15 kHz с
помощта на Освен това по-
лучение спомагателяи напреже-
ния при нужда могат да бъдат
изключеяи чрез спиране на гене-
ратора от един от свободннте
входове на ЛЕ^. Това е показано
иа фиг. 2.35. Ако един от входо-
вете на ЛЕу се свърже към ма-
са, изходното напрежение —67пзк
във фиг. 2.35 става пула. В схе-
мата от фиг. 2.36 при това на
изхода за £7ИЗХ остава все пак
едно напрежение около 4,5 V
(при използуване на германиеви
диоди), защото за + £/захр дио-
дите Ду—са нключени в
права посока. Прн нормална ра-
бота С3 и С4 се зареждат по-
следователи© ДО 5 V ОТ + С’залр,
щом съответният изход на ло-
гически елемент е в състояние L.
Когато състоянието на този из-
ход стане Н, иеговото изходно
напрежение се сумнра с напре-
жението върху кондензатора;
сумата от тези две напрежеиия,
намалена с иапрежението върху
диода в права посока, се пода-
ва па С2. На практика на изхо-
Да при максимално нато-
варване до 5 mA могат да се
получат около 8,0 V. Това на-
преженяе може да се повиши
още до около 9,5 V, ако между
извода за +5 V (t/3ajp) и изхо-
дите иа логическите елементи
се включи още по един рези-
стор със съпротивленнс около
1 к2 (миннмална стойност прн
обнкиовен ТТЛ елемент 820 Q).
,<ъв слУчай» ако изходното
арване на + t/H3X не над-
•И^ваМ mA, могат да се по-
фиг. 2.36. Схема за повдигале на за-
хранвзщото напрежение +5 V за ТТЛ
устройства
лучат около 9 V. При по-голе-
ми токове до 5 mA допълнн-
телните резисторн не дават ни-
какъв забележим ефект. Тук
също бн трябвало да се изпол-
зуват нискоомни германневи дно-
ди за Ду—Д4, като въпрекн мал-
ките токове се препоръчват дно-
Дите GY 100. При снлциеви дно-
ли (от серията SAY) във всич-
ки дотук разгледани примери се
губи около 1 V от споменатите
стойности иа изходното напре-
жение.
Понякога са необходими ви-
сокн напрежеиия (100—250 V),
чието получаване поставя по-
трудни проблеми, особено кога-
то захранването не е от мрежа-
та. При устройствата с бате-
рнйно захранване, в конто на-
пример има неонови цифрови
.индика тории лампи, остава един-
ственият изход да се използува
трансвертор <вж. също в [1]).
Ако обаче са необходими само
малки токове, разходнте за реа-
лизирането на конвенционален
трансвертор не са оправдапи. В
такъв случай може да се при-
ложи опростел „трансвертор",
който използува отскока на на-
прежение при внезапно нзключ-
ване на ннд\ктивен елемент. Та-
кава схема е показана на фиг. 2.37.
Тя действува с най-добтр к.п. д
100
Ц><
Л8Ч _
SO^SV
7,-SFISO
-e.SmH SY2M
^SM
ТТЛ Такт
~1kHz
Фиг. 2.37. Транскертср за захранване
иа глнмлампн к други елементи» кзис-
ква’щи високо напрежение
прн първично напрежение 28 V,
но може да работа и при 24 V.
При друго оразмеряване на дро-
села L схемата може да работи
и при 12 V, но при иамалена
товароспособност по отношение
на изходння ток. Подходящи
напрежеиия за тази цел има и
в ТТЛ устройствата — такнва
са често входните иапрежения
на използуваните ста билиза гори
за 5 V. Начинът на действие на
тазн схема по принцип отгова-
ря на този на нзвестнля преоб-
разувател на постоянно напре-
жение със запушващ диод [1].
Транзисторът Тх трябва да из-
държа стойността иа изходно-
то напрежение, като критерий
за това е даваното в каталозн-
те максимално обратно напре-
жение UCER. С транзистора SF
150 могат да се получат 150 V,
а със специаляо подбрани ек-
земпляри от този тип или с
транзистори от други фирми с
подходящи пзраметри—до 250 V.
Т\ нериоднчно се включва и из-
ключва чрез поредица от пра-
воъгълни импулси с подходяща
честота и възможно по-стръм-
нн фронтове. Тези импулси се
получават от ТТЛ тактов гене-
ратор, ако подобии подходящи
импулси не се генерират в ТТЛ
устройството с друга цел. При
протичане*го на ток през интук-
тивиия елемент L в него се на-
трупва енергия, конто прн вне-
запного запушваие иа 7\ се ос-
вобождгва под формата на ви-
соко Рнапрежение на изключва-
не“ и през зарежда кондеи-
затора При да дените пара-
метри на елементите от изхода
могат да се консумнрат около
5 mA при 150 V, което е до-
статъчно за задействуването на
2 цифрови лампи. Въпреки че
тази схема е иаистина проста,
реализираието й поставя някон
проблемн, породи което тя се
препоръчва само на напредналн-
те любители. Изходът ие бива
нпкога да се оставя ненатова-
рен, защото в противен случай
получаваиото високо напреже-
ние (което както прн всички
преобразователи със запушване
зависи силио от натоварването)
може да превиши допустимого
обратно напрежение на 7\ и да
го повреди. Ако не може да се
осигури непрекъснато натовар-
ване иа изхода, паралелно на Сг
може да се свърже някаква схе-
ма, ограничаваща пренапреже-
нията (например с варистор,
както е в [1]). За целта е под-
ходяща също така неонова'лам-
па ..(глимлампа) с не прекалено
малки по площ електроди, чието
запалващо напрежение е мелко
по-високо от желаното изходно
напрежение, во вце т^ак е по-
иискс от максимално допусти-
мого обратно напрежение на 7\.
Транзисторът трябва да се за-
действува от ннскоомен източ-
ник със стръмнн импулси, а в
запушено състояние базата му
трябва да се пренключва към
маса през базовия резистор, чие-
то съпротивлеиие може да бъ-
101
де максимално 1 kfi и при та-
зи ^стойиост е подходящ за
свързване към изходи иа ТТЛ
елементи. Тези изисквания се из-
пълняват добре от един задей-
ствуващ ТТЛ елемент. Голимо
влияние върху коефициеита иа
полезно действие и стойността
на постижимото изходио напре-
жение имат стойността на ин-
дуктивността L и тактовата че-
стота, като тазн честота трябва
да бъде донякъде постоянна и
ие бива да спада под едиа ми-
нималка стойиост (според стой-
иостта на А), защото в проти-
вен случай след иасищането на
L би се получило прекалено го-
лям о повишаване на колектор-
ния ток иа Т\. Обратно, изход-
иото напрежение може да се
намали чрез повишаваие на так-
товата честота Дадената стой-
ност за индуктивността L 0,6 mH
важи за транзистор SF 150 и
тактова честота 1 kHz. Ако се
разполага с други тактови че-
стоти, стойността на L трябва
да се измени съответно. Трябва
да се внимава при прекъсваие
на генера пиите в тактовия ге-
нератор на изхода на ТТЛ еле-
мента, иепосредствено задейст-
вуващ тактовия вход, да има ви-
маги в състояние на „покой"
ниво L, защото в противен слу-
чай 1\ ще остана непрекъсиато
отпушен и колекторният му ток,
щраиичен Само от незначител-
ното омично съпротнвлеиие на
дросела £, ще го претовари. Ако
всички стойкости в схемата са
виимателно съгласувани едиа с
липа, при този преобразувател
^Ьйапрсжеине лесно може да
^Костигие к. п. д. около 75%.
^Тюгато ТТЛ устройствата се
захранват от батерни и съдър-
102
<0,ЗАВьрзодеОст^ащ Apf
шиизураВитпелу yjw.
UA-Sze00/tf ЛЬ- 1
яелен Зросел)
Фнг. 2.38. Противосмутителн.1 схема з®
захраниане на ТТЛ устройства
жат нмпулсии генератори или
други периодично превключва-
щи се блокове, те могат ла из-
лъчяат понякога значителни сму-
щения във високочестотната об-
лает. На фнг. 2.38 е показана
една противосмутителиа схема,
която изпълнява различии функ-
ции и е подходяща за захран-
ване на ТТЛ устройства с кон-
су мация до около 0,3 А. Мощ-
иият чекеров диод ЦД служи
едновременно за защита както
срещу пренапрежеиия, така и
при погрешно включване на ба-
терията (с обратна полярност).
В последняя случай този диод
се оказва включен в права по-
сока, което довежда до прега-
ряне на предпазителя Пр. При
правилно включваие на батерия-
та същото настъпва, когато се
превиши ценеровото иапрежеиие
Uг на ЦД. Това означана, че Uz
трябва да бъде около 5,5—6,0 V.
Високочестотните д рос ели Дрг
и Др2 са обикновени малки про-
тивосмутителни дросели, конто
се продават за любителски жп
модели. Заедно с показаните
кондеизатори те предотвратяват
прехвърлянето на ВЧ смущения
през захранващия проводник иа-
вън. Въпреки това включената
към ТТЛ схема изисква
естествено и постанянето на раз-
вързващи кондеизатори към ИС
(фиг. 1.24)
3 ЦИФРОВИ СХЕМИ С MOS ИНТЕГРАЛНИ елементи
3.1. ОСНОВНИ ИМПУЛСНИ СХЕМИ
3.1.1. Примеры за основни
логически функции
Основните логически функции
ИЛИ, ИЛИ-HE, И и И-НЕ и
тяхното реализиране с вътреш-
чите схеми на ИС бяха вече
обясненн в т. 1.2.4. Обзор иа те-
зи функции е даден иа фиг. 1.1
а фиг. 1.11 до 1.16 показват
кои от тези функции и с колко
входни величини се изпълняват
от съответните MOS ИС от се-
рията U 10. Най-напред трябва
да се дадат никои допълнител-
ии сведения за тези функции,
тяхното реализираие и означе-
нията, свързани с тях. На фиг. 1.10
—1.16 са дадеии много важни-
те за потребителя на ИС „таб-
лнци на истиниост* (наричани
още логически или функционал-
ни таблици). Те показват как се
държи съответният изход на ло-
гический елемент, когато на вхо-
довете се подават логически ни-
ва съгласно таблнцата. Възмож-
но най-простата функция е та-
зи иа инвертора. За съжаление
досега ияма международно прне-
ти уеднаквени означения ва вхо-
довете и изходите на ИС.
Затова в тази книга съзна-
телно са използувани глав-
но озиаченията, предлагани
от съответния производител
(иякои от конто в превод
за улеснение). В тази н следва-
щата глава се срещат преднмно
буквените означения Вх за вхо-
дове и Изх за изходи, както и
Q за специални изходи за брояч-
ни и тактови сигнали (особеио
при тригерите). В каталозите на
производителите често се сре-
щат означения произлизащи от
английски дум и (индекс / от
„ input“ за входни параметры;
индекс О от „output* за из-
ходни параметри), конто читате-
лят може да срещне в много
хеми н затова трябва да по-
з па. Въпреки различннтс озна-
чен обаче любителят едва ли
ще се сблъска със съществени
трудности при сравияването на
схемн, разположение на изводи-
те на ИС н съответните табли-
ци на истинност. Уеднаквяваие-
то е трудно и поради факта, че
ИС с по-специално функцио-
нално предназначение или
ИС с по-висбка степей на ин-
теграция изискват доста други
означения, особено за входове-
те, изпълияващи особени функ-
ции (установяваие в определено
положение, нулиране и т.н.). За
тактовите входове иа тригерите
и броячните стъпала се използу-
ва озиачението Т ( от англ. tact).
Това означение обаче може да
се обърква понякога с други по-
добии означения, поради което
същите входове някъде се озна-
чават с ср (от англ, clockpulse).
Входовете за установяваие и ну-
лиране обикновено се означават
съответио със б- (от англ, set) и
/? (от англ, reset). Доколкото е
целесъобразио, в тази книга са
запазени, особено в основиите
103
схеми, използуваннте от произ-
водителнте означения, за да се
облекчи разбирането и сравни-
вай сто на подобии схеми вспе-
циалната литература.
Таблицата на истинност на
инвертора е много проста: ко-
гато на входа му А има ниво Н,
което отговаря на маса (0 4—2 V,
вж. фиг. 1.19), на нзхода
му Q ще има ниво L, т. е. на-
прежеине—9 V или повече, за-
щото инвертиращият транзистор
е запушен. Изходният сигнал е
винаги отрицание на входния
сигнал. Иннертираннят сигнал,
както и съответните входове и
изходи се отбелязват с хори-
зонталиа чертичка над съответ-
ното означение (чертичка за от-
рицание), когато това е необ-
ходимо за поясияване на дей-
ствието иа схемата. Пример за
такова означаване може да се
види на фиг. 3.4: иаличните два
изхода са вииаги инвертнрани
един спрямо друг — Изх и Изх
(означената с чертичка величи-
на, например Хее изговаря „X
черта“ или „не Xй). Осъщест-
вяването иа съответиата логи-
ческа функция може да се ви-
ди от показаните иа фнг= 1.10
иаред с таблнците на истннност
принципни схеми на ИС. Тук
са дадени още няколко обясне-
ния към функцията еквивалеит-
иост/антиеквивалентност. В се-
рията U 10 тя се реализира с
ИС U 104D два пъти (фиг. 1.14).
Както добре показват таблици-
те на истинност, означенията
изходите и даденнте на
.10 вътрешни схеми, ан-
т^Ц ивалентността не е иищо
освен отрицание иа функ-
цията еквивалентност. По тазн
104
причина изводът, на който се
реализира антиеквнваяеитиостта.
се означава в графнчния сим-
вол на логический елемент с
точка (фиг. 1.14), а в таблица-
та е означен с чертичка за от-
рицание— X (фиг. 1.10). „Екви-
валентен“ означава равиостоен.
Както показва таблицата на
истинност, на изхода има сиг-
нал L винаги, когато иа двата
входа има едио и също ниво,
т. е. те са еквивалентни по ни-
во. Следователно логическият
елемент за еквивалентност „про-
верява" равностойността иа два-
та входни сигнала. В символа
на логический елемент еквива-
лентността се означава с една
черта, поставена перпендикуляр-
но спрямо входовете.
Понякога иа любителя са не-
обходими логически функции,
за конто той или ие разполага
с подходящи ИС, чинто съетав-
нн елементи могат да ги реа-
лнзират, или тези елементи в
наличните ИС са напълно рз-
ползуваии и той е прииуден за
една единствен а проста функ-
ция да използува още една ця-
ла ИС. Ако една та кава ИС съ-
държа много подобии елементи,
иейното използуване само зара-
ди един от тях не е рационалио.
Ето зато в с лед ва щите схемни
примерн е показано как могат да
се получат желаийте функции
с наличните елементи. Най-про-
стата и същевременно най-чес-
то използувана функция е тази
на инвертора. Най-простият еле-
мент, осъществяващ отрицание,
е един MOS транзистор, на-
пример тип SMY 50 (или SMY
52), както е показано на фиг. 3.1.
Той изисква един дрейнов ре-
i-f3V
Пй7*
famSm'W.St. s’ K’
1 fisnra иЛртр
ЧНИ05В
Фиг. 3.1. MOS транзистор- тип SMY 50
(52), нзползуван като инвертор в MOS
устройства
зистор (ако се разполага само
с иапрежение—27 V, съпротив-
лението му трябва да се повиши
на 22 kQ; ако се налага пестене
на коисумирания ток, може да
се избере резистор до 100 kfi)
и отговаря Va показаната до
него логичОска функция. Седин
елемент SMY 51 (фиг. 1.17) мо-
гат да се осъществят 2 такива
отрицания, а с U I05D — мак-
симално 6. Просто отрицание
може ла се получи и с един
елемент ИЛИ-HE (U102 илн
U 106), евентуално свободен в
наличка ИС, както е показано
на фнг. 3.2. Таблицата на ис-
тиниост на тази ИС (фиг. 1.12
и 1.15) показва, че за целта съ-
шествуват две възможности.
Често най-простото решение от
гледна точка на опроводяване-
то е паралелното свързваие иа
Фиг 3.2. Свързване из елемент ИЛИ-
НЕ като инвертор
всички входове. В схеми, в кон-
то трябва да се използува мак-
сималиата работна честота, без
съмнение то не е подходящо
порадн получанания по тозн на-
чин по-голям входен капацитет.
Затова н такъв случай може
да се избере показаинят иа
фиг. 3.26 вариант, при който е
нзползуван само един вход, а
остаиалите са снързани към ма-
са (ниво Н).
Фиг. 3.3 показва как може да
се реализира един елемент ИЛИ-
-НЕ с два входа с помощта с
иа MOS транзисторите SMY 51,
чиито дрейнове работят върху
един общ резистор. Така може
да се възпроизведе например
един елемент U 106. Ако са не-
обходими 5 елемента ИЛИ-НЕ
от U 106, с помощта на по-ев£
тиния елемент SMY 51 може
да се спести едва ИС. Чрез
съответен брой повече паралел-
но свързаии по дрейн MOS тран-
знстори (например в един L' 105
така могат да се свържат 6 тран-
зистора) съгласио фиг. 3.3 мо-
же да се получи елемент ИЛИ-
-НЕ със съответния брой вхо-
дове. Това се използува на прак-
тика, защото в серията U 10
има елементи И Л И-НЕ с най-
Фиг. 3.3. Получаване на елемент ИЛИ-
НЕ с транзистор SMY 51
Угитыи
1AVfO6D
В* - £&
Нн8вртор
а)
5)
1J3V1052
&ZUlK-№
105
1/2U106D
вч
Bfi
Вк^
i*umn
H'S—гу— А&х
Иза ~
____| \ ИрМЕ
с 5 входа
или
с 2 входа
Фиг. 3.4. По луча ване на елемент И/И-
НЕ с 5 входа с помощта на една
ИС U 107 D. Ако са ыеобходими само
4 входа, Вх5 трябва да се свърже към
ниво L ( —13 V)
много 3 входа (U 102). В ИС
U 107 има 4 елемента И (като
само един от тях изпълнява съ-
щевременно и отрицание, т. е.
И-НЕ), при това всеки от еле-
ментите е само с по 2 входа.
На фиг. 3.4 е показано как от
съдържащите се в една ИС
U 107 логически елемеити може
да се комбинира един единст-
вен елемент И/И-НЕ с 5 входа.
Функцията, нзпълиявана от тази
комбинация, се установява ле-
сно чрез многократно прилагане
и а та блица та на нстиниост на
отделния елемент от тази ИС
(фиг. 1.16). При това става ясно,
че когато не е необходим,
входът ВхГ1 на фиг. 3.4 тряб-
ва да се свърже към инно
L (в случая към—13 V), за да
могат останалите 4 входа да
изпълняват правилно функцните
си. По начало функцията ИЛИ
изобщо не се изпълняна в се-
рията U 10. Прн нужда ти мо-
же да бъде постигната чрез из-
ползуването на един елемент
ИЛИ-HE (U 102 или U 106) със
с ле два що отрицание на изход-
иия му сигнал, осъществено
съгласно фнг. 3.1. Това второ
НЕ отрича, т. е. премахва функ-
НЕ в комплексната функ-
ИЛИ-НЕ и следователно
юстава да действува чиста функ-
Фнг. 3.5. Двувходово ИЛИ. реализира-
но от 2 елемента ИЛИ-НЕ
цня ИЛИ. Когато в из ползу ва-
ната за целта ИС U 102 или
U 106 има още един свободен
елемент, може да се избегне
изразходнането на допълните-
лен транзистор SMY за инвер-
тор, като се приложи схемата
от фиг. 3.5, която с 1XU 102D
илн 1/2 XU 106 D дава един еле-
мент ИЛИ с два нхода (вж. за-
това още веди аж таблиците на
истиниост на тези типове). Бла-
годарение иа свързания към ма-
са вход вторият елемент работи
тук като инвертор. Елемеит ИЛИ
с 4 входа изисква във всеки
случай вече 6 елемента ИЛИ-НЕ
(11/2 U106) .както показва схемата
от фнг. 3.6.
Елементи И в серията U'10
се съдържат в ИС U 107—4 в
един корпус, ио само с по 2
входа. Възпроизведен елемеит
И с 4 или 5 входа беше' пока-
зан вече иа фиг. 3.4. Както по-
казва фиг. 3.7, елемент И може
да се реализира по-просто (ако
Фиг. 3.6. Четиривходово ИЛИ. реалн-
зирано от 6 елемента ИЛИ-НЕ
ibviom
с it входа
106
Фиг. 3.7. Получаване иа елемент И с
3 входа с помощта на един MOS тран-
зистор U 105 D:
а—лринивпна схема; б—логическа схема; 6—
логически симвоа на пояучената в резултат
функции И
с а достатъчни 3 входа) с 6-крат-
ния MOS транзистор U 105.
За целта входните сигнал» Вхх—
— Вх3 трябва да се иивертират
(това се нзвършва с 3 MOS
транзистора съгласно фиг. 3.1) и
инвертираиите сигналы ВхъВх2
и Вх3 да се пода дат на ед но 3-вхо-
дово ИЛИ (съгласио фиг. 3.3).
Това е изобразено иа фиг. 3.7 а
като пълна принципна схема, а
на фиг. 3.7 б—с логически сим-
воли. В резултат на свързване-
то съгласно фиг. 3.7а се полу-
чава елемент И с 3 входа
(фиг. 3.7 в).
Люби телят, конто йе е свик-
иал да мисли с логически сим-
воли и не борави достатъчно
добре с таблиците на логически-
те функции, трябва да разглеж-
да зависимостите в тези приме-
ры най-напред схемотехнически,
т. е. като зависимости межд^
схемни елементи иа електронни
схеми. За упражнение тон може
да изготви сам функционал ните
таблици за междннното стъпало
от фнг. 3.76 и за крайния ре-
зултат (фиг. 3.7 в) и да ги срав-
ни с дадените на фиг. 1.10 таб-
лици за използуваиите функции
иа инвертор и елемент ИЛИ-НЕ
Подобии упражнения могат да
се направят и със схемите от
фиг. 3.4 и 3.6 за елементите U 106
и U 107 (таблици на фиг. 1.15
и 1.16). По този начин любите-
ляг ще навлезе по-лес но прак-
тически в логическите схеми,
отколкото по пътя иа абстракт-
ного извеждаие на изчислител-
ните правила иа алгебрата на
логи ката както постъпват спе-
циалистите. Проектирането на
по-големи логически системы,
което е възможно при разумно
изразходваие на време и дава
най-икономични резултати 'само
при използуваие на тези правила
от алгебрата иа логиката, не е в
обсега иа любителската прак-
тика. За любителя обаче е важ-
но да може да разчита без уси-
лия логически схеми и да бо-
рани лесно с техннте функцио-
нални таблици. Освен тази по-
зиавателна цел показаните при-
меры на свързване на основни
логически елемеити за любите-
ля имат и голяма практическа
стойиост, защото прилагането
им позволява по-рационално да
се използуват иаличните ИС н
в края на краищата да се пе-
стят ИС, когато се разработват
собствени проекти или се пре-
образуват съществуващи схеми.
Повече подробности за тези,
следващите и други подобии
107
Фиг. 3.8. Два вариан-
та на формирователи
иа импулси с елементи
ИЛИ -НЕ
основни схеми с MOS елемен-
ти могат да се намерят в {15],
[16], {17] v {18].
3.1.2. Формирователи
на импулси с MOS ИС
Формиронателчите схеми слу-
жат за преобразува te на промен-
ливи напреження с производна
форма в правоъгълни сигнали със
същата честота, както н за пре-
връщане на бавни изменения на
входното напрежение в опре-
делени нина Н или L. Те са по-
знати на любителите от тради-
ционната транзисторна техника,
където се използуват със съ-
щата цел (обикновени тригери
и тригери иа Шмит—вж. {!]).
Трябва да се отбележн обаче,
че аналоГията между формиро-
вателните схеми с ЙС и „кла-
сическите4* тригери е пълна са-
мо от гледна точка на тяхното
предназначение, ио не и по от-
ношение на това как изпълня-
ват те функциите си. Любите-
лят се иуждае от формирова-
тели главно за получаване на
„стандартнн" сигнали от вход-
яи сигнали с чужд произход,
предавани от предидущи схемн,
комикса изградени с елемеити,
хлежащи към MOS тех-
<ниД^. Най-удобно формирова-
тели (тригери) се реализнрат с
помощта на елементи ИЛП-НЕ.
Две такива возможности са по-
казани на фнг. 3.8. Схемата от
фнг. 3.8 а използува само 2 еле-
мента ИЛН’НЕ. свързани като
инвертори. Тя може да се осъ-
ществи също така твърде из-
годно с 2 елемента SMY 50 или
с един единствен елемент SMY
5! и 2 дрейнови резистора съ-
гласно фиг. 3.1 н 3.2. В схемата
от фиг. 3.8о с R-2 се установя-
ва хистерезисът на тригсраГраз-
ликата между напрежеиия та му
на включване и нзключване) и
прагът му на включване. Напре-
жеиието на включване UBK„ е
онази стойност на входното иа-
прежение при увеличаването му
ит 0 V към \)трицателни стой-
ности, при който изходът на
тригера се превключва от Н към
L. Когато входът Вх е отворен,
трнгерът е стабилен н в двете
си състояния (Изх = Н или L),
следователи© той може евенту-
алио да остане траййо, но съв-
сем случайно в едно от тези
състояния. Ако това не е жела-
телно, между Вх и маса трябва
да се свърже един резистор,
чието съпротивление е най-доб-
ре да се установи експеримен-
тално, защото то заедно с из-
браната стойност на влияе
върху врага на включване. Ако
към Вх се подава променливо
108
10k5'' 10k 10k
Фиг 3.9. Два варианта на формирова-
тели на импулси с елементи И
напрежение, може да бъде не-
обходимо включването на вход-
ния кондензатор Свх. В случай
че входът Вх е достъпен през
външни изводи (клеми) илн съ-
ществува опасност от положи-
телнн или твърде високи отри-
цателни входнн напреження, то-
зи вход трябна да се оснгури
срещу претоварване. Едиа въз-
можност за това предлага
фиг. 1.306 В схемата от тази
фигура /?1 трябва да бъде 10—
47 kQ, за да не пречи на дей-
ствието на тригера. Това важи
също за следващите схеми и
техннте входове. На фиг. 3.8 б е
показан вариант, конто използу-
ва всичките 4 еле мента от ИС
U 106 D. Тази схема дрва въз-
можност за избиране на стой-
ности на R2 в по-шнрокн гранн-
ци и има предимството, че от
изхода на третия елемент при
необходнмост може да се нземе
инвертираният изходен сигнал
{Из к). При варианта от фнг. 3.8 а
на нзхода на първия елемент
сигналът не е със задоволител-
на форма.
На фиг. 3.9 са показаны две
възможности за формирователи
(тригери) с елементи И, конто
могат да се реализират с 1/4,
респ. 3/4 U 107 D. Тези схеми
използуват обикиовено непре-
поръчваното (но допустимо) ра-
ботно състояние на логическия
елемент в „забранената облает"
(фиг. 2.13), като съответната
работна точка се осигурява чрез
подаването на входа на едно
средне преднапрежение. По та-
зи причина е включен към
един делител на напрежение.
Оптималното преднапрежение е
около—5 V, но при отделки
екземпляри ЙС (особено прн
MOS ИС за любителски цели)
то може да се отклонява от
тази стойност и затова, когато
е необходимо, трябва да се ус-
танови по експериментален път.
За целта даденият резистор
16 к2 трябва да се замени с
потенциометър 25 kS, конто да-
ва възможност да се постнгие
точно желаният праг иа пре-
включване. Ако схемата е ораз-
мерена за възможно по-малки
входнн напреження, избягването
на регулирането чрез делител
на напрежение не е възможно,
а освен това в такъв случай
трябва да се има предвид, -че
колебанията на захранващото
напрежение оказват сравнител-
но голямо влияние върху Прага
на превключваие на тригера
именно чрез този делител на
напрежение. Същото се отнася
и за варианта от фиг. 3.9 б, кой-
то може да се оразмерява за
по-малки входи и напрежеиия
(с по-високоомен в сравнение
със схемата от фнг. 3.9 а оп-
ределящ резистор /?2) благода-
рение на по-голямото общо усил-
ване на трите логически еле-
мента. Капацитетът на евенту-
алио необходнмия входен кои-
дензатор се съобразява естест-
109
вено с най-ниската обработвана
честота. Дадената стойност за
ивкл 20 mV е иай-ниската по-
стижима граница с MOS три-
гери.За сигурност тя ие бива
да се използува докрай. Горна-
та гранична честота ив всички
показа ни формирователи при
дадените стойностн и типове на
елементите е около 1 MHz (при
ИС за любителски цели значн-
телно по-ниска), като във всич-
ки случаи е най-малко около
200 kHz.
3.1.3. ‘Моновнбратори
(чакащи мултивибратори)
Моновибраторите (чакащите
мултивибратори) са моностабил-
ни (с едно стабилио състояние)
мултивибратори, конто при за-
действуване с входен импулс
се превключват в тяхното не-
стабилно състоянне н след из-
вестно време, чиято продължи-
телност се определи от пара-
метрите на схемата, се пре-
включват обратно в стабилното
си състояние на покой. Те се
използуват за изменение на про-
дължителността на импулси и
за осыцествяване иа закъсне-
ние по време. Основната схема
иа моновибратор е показана на
фиг. 3.10. Тя може да се реа-
лизира с един елемент U 102
или с 1/2 U 106. В състояние
на покой иа изхода й има ни-
во Н. След задействуваие из-
ходният потенциал става L за
време t. Това време се устаио-
вява посредством С (грубо ре-
14Ь?аие) и Д (фино регулира-
.JMl може да се определи по
далъюто на фигурата съотно-
шение. За задействуваие на схе-
110
мата е необходим входеи сиг-
нал Un с ииво Н. Ако задей-
ствуването трябва да става със
сигнал с обратната полярност,
пред входа иа моновибратора
трябва да се включи един инвер-
тор. Схемата от фиг. 3.10 (без дио-
да Д) има свойството, че след
всеки цикъл иа превключване
изисква едно време за възста-
иовяване, което е равно най-
ма лко на времето на генерира-
ния импулс /, преди да може да
се задействува отново» Това
често нежелателно време за
възстановяване може да се на-
мали чрез включването иа дио-
да Д. Друга особеност на тази
схема, която я отличава от дей-
ствие™ на обикновените моно-
вибратори, е това, че, за да сё
получи на изхода сигнал с про-
дължителност t, входният сиг-
нал трябва да остане на ииво Н
най-малко за времето иа пре-
включеиото състояние (или по-
дълго). Ако входното напреже-
ние се пре включи обратно към
L преди изтичането ha времето
t, процесът иа формиране на
изходи ня сигнал вед нага се пре-
късва и продължителността на
този сигнал става равна само
на тази на входния нмпулс. То-
ва поведение иа схемата пояя-
кога може да бъде нейно пре-
днмство и точно то да се из-
ползува. Така по прост начин
може да се постигне скьсяване
на продължителността на вход-
ния сигнал, т. е. произволно
дългйят входен импулс с ниво Н
се скъсява на изхода до про-
дължителност /, при което на-
чалото на изход ния импулс
(фронтът Н-L) съвпада с фрон-
та L-Н на входния импулс.
UC-ltUUZum Уг UM
Фиг. 3.10. Моновибратор
UC-S^UKBO
Фиг. 3.11. Подобрей моновнбратор
Друга схема на моновибра-
тор е показана на фиг. 3.11.
Дан ните за /?, С и Д отгова-
рят на данните за сидите еле-
менти на схемата от фнг. ЗЛО.
Този моновибратор реагира на
фронта Н-L на входчия сигнал,
като на изхода се получава им-
пулс със .същата полярност,
чиято продължителност t мо-
же Да се устаиовява чрез Д и
С. Тук продължителността на
входния импулс мрже да бъде
по-малка от времето за престой
на моновибратора в неустойчи-
вого му състояние, т. е. от про-
дължнтелността на получаваиия
изходен импулс. Минималната
продължителност на входиия
импулс е от порядъка на 1 p-s
или малко по-малка. Таза схе-
Фнг. 3.12
а—ыоновибратор с елемеит И; б—изменение
на схемата за иолу чаване на вакъсненне на
-чхолнив импулс
f3V
A -SAY12+3Z
ма е изведена непосредствен о
от схемата от фиг. ЗЛО
при което обаче включеният от-
пред допълнителен инвертор
(Л£3) получава на втория си
вход изходиия сигнал, така че
за времето t на този сигнал иа
входа на ЛЕ3 се поддържа ни-
во L, дори ако входното напре-
жение <7ВХ стане Н преди изти-
чането на това време. Моновнб-
ратори могат да се реализират
и с логически елементи И. На
фиг. ЗЛ2 а е показан моновиб-
ратор, който може да се реа-
лизира с един единствен еле-
мент от ИС U 107. Вместо за
престой в превключено състоя-
ние и тук се определи от еле-
ментите R и С по съотноше-
нието, дадено към фиг. ЗЛО.
Диодът Д тук нм а особена
функция. При показаиата иа
фиг. 3.12 а полярност на включ-
ване на Д се получава предста-
веното на изхода поведение на
схемата. Моновибраторът се за-
действува от фронта Н-L на
входния сигнал (£7ИЗХ също та-
ка преминава от Н към L), ио
протичането на времето t за-
почва едва със задняя фроит
(прехода L-Н) на U9X. По този
начни продължителността и а
изходнин импулс е равна на
продължителността иа входния
сигнал плюс времето t. Когато
днодът е включен с обратната
полярност (фиг. 3.12 б), се по-
лучава закъснение> респ. скъ-
сяване на импулса. Изход ният
импулс тук започва със закъс-
неине от време t след прехода
Н-L на входния сигнал, обаче
завършва едновременно с вход-
ния сигнал. Следователно про-
дължителността на импулса на
изхоДа е no-малка от тази на
входния импулс с времето t.
Схемата е подходяща също та-
ка за подтискане на къси сму-
щаващи импулси, конто про-
никват например по по-дългите
сигналки проводиици. Ясно е,
че ако продължителността па
входния импулс £7ВХ е по-мал-
ка от £, при варианта от фиг. 3.126
няма да се получи никакъв из-
ходеи сигнал. С такива схеми
могат успешно да се подтискат
островърхите смущения, конто
се предават например по капа-
цитивен път между съседни
сигнални проводиици н най-чес-
то имат формата на нглообраз-
ни импулси. При използуване
на схемата за получаване на за-
къснение иа импулси понякога
получавапото едновременно с
това скъсяване на сигнала ие е
желателно. В такъв случай
трябва да се премахне диодът
Д, при което се получава по-
казаната на фнг. 3.13 закъсни-
телна схема. При тази схема
както началото, така и краят
на изходния сигнал закъсняват
спрямо съответните фронтове
на входния сигнал съответно с
времеиата и t7. Тъй като по-
ра^-: особеностите на MOS еле-
ЛЪа времето tx е винаги по-
^Ко от /2, едновременно се
яН^чава и едно иезначително
Фиг. 3.13. Закъснителна схема
удължаване на изходния сигнал
спрямо продължителността на
входния сигнал. В този случай
стойностите на R и С е най-
добре да се установят експе-
риментално, като дадената на
'фнг. 3.10 приблизителиа форму-
ла може да служи за ориенти-
ровъчни начисления.
3.1.4. Импулсни генератори
Астабилните мултивибратори
(релаксационните генератори)
могат да се реалнзизат с MOS
ИС по различии начини. Варн-
антите от фиг. 3.14 използуват
само по един логически еле-
меит И. Те работят в „забра-
неиата облает" на характери-
стиката на елемента,। поради
което честотно не оа много
устойчиви и са чувСтвителни
към колебанията на захранва-
щите напрежеиия. Фиг. 3.14 а
показва най-простия вариант на
импулсен генератор. В MOS
устройства от този вид (както
и в моновибраторите) електро-
литнн кондеизатори могат да
се използуват много ограниче-
но, защото при високоомните
съпротивления на схемите (/?
трябва да бъде между 10 к2
и около 1 М2) техният утечен
ток може да оказва съществе-
ио смутаващо въздействие.Го-
лемите възможнн стойкости за
112
-4г /г ?
и-мячна д,Л2-ьт!*32
Я S)
Фиг. 3.14 а
а—имлулсен генератор с еле-
мент И; б- разширенне на схе-
мата за поотделно установя-
ване на нродъ лжителностите
на лаете части на генернра-
ните импулси
R позволяват да се използуват
малки стойнбсти за С (фолий*
ни или керамични коидензато-
ри). С помощта на Rt на актив-
иия вход на логический елемент
се осигурява преднапрежение
около-—5 V (в завнсимост от
конкретния екземпляр ИС). Тъй
като това преднапрежение пказ-
ва влияние върху генернраната
честота, с /?1 тя може да се ре-
гулнра в тес «и граници, така че
R може да бъде и с постоян-
но съпротивление. /?, трябва да
се установи така, че генерации-
те да възникват надеждно. Ге-
нераторът може да се включва
и изключва през втория вход на
логическия елемент (това е озна-
чено на схемата с превключвате-
ля К). Ако такъв превключвател
не е предвиден, вторият вход на
елемента трябва да се свърже
към—13 V. На фиг. 3.14£> е
показано едно разширение на
тази схема. Преднапреженнето—
5 V трябва да бъде регулируе-
мо. Диодите Д1 и Д2 и двата
резистора Rr и R2 позволяват
Фнг. 3.15. Импулсен генератор с елс-
менти И
8 Иитегрални схеми
отделио установяваие иа двете
времена tr и t2 на генерираните
импулси. Следователно с тази
схема могат да се генернрат им-
пулени передний с производ-
но несиметрнчни правоъгълни
импулси. Честотата иа *гези им-
пулси се изчислява по съотно-
шението, дадено на фиг. 3.14 а
(като R=Ri + R2). Вторият вход
на логический елемент може
да се свърже към—13 V или
да се използува за включване
/изключване. И при двете схе-
ми силното влияние на захран-
ващото напрежение, оказвано
пряко н чрез потенциометъра
за преднапрежение, има смуща-
ващо въздействие върху по-
стоянството иа генернраната
честота.
По-добре се държи схемата
от фиг 3.15, която използува
2 логически елемента (1 еле-
меит И и 1 елемент И-НЕ от
ИС U 107). На изходите на схе-
мата се получават два „проти-
вотактни“ (инвертираии един
спрямо друг) сигнала. Схемата
може да генерира до около 300
kHz, а с определени екземпля-
ри ИС — още по-високи често-
ти. Резисторът R трябва да
има съпротивление между 10к2
и около 2 М2. С помошта на
този резистор с кондензатора
С може Да 'се установнва че-
стота в широки граници. При
1 MQ и 2 p-F (фолиен конден-
113
R ^VIOSBiuu
R-10k+100k
f_____1
0,25 RC
(100k} In MHz)
fVtV№0\
UMI
з^июбп
Фиг. 3.17. Импулсен генератор с еле-
-ментя ИЛИ-HE, осигуряващ добра фор-
ма на изходните импулси
1 e (-/JF=A&«
R-lfOk
а F,kNt
nF R-TOKk R~1ktt
W0 г? b.3
47 78
15 *17 21
Н.8 33 41
lb 0.22 go -~мо ~25O \*33lT*
Фиг 3.16. Импулсен генератор с ече-
менти ИЛИ-НЕ
затор!) се получава тактова че-
стота около / Hz. Свободннят
вход на първия логически еле-
меит може да се използува за
включване/изключване или мо-
же да се свърже постоянно
към — 13 V. Ако резнсторът /?
е променлив, честотата може
да се регулира. Този резистор
може да се замени с два ре-
зистора и диоди, както е в схе-
мата от фиг. 3.14Z7. В такъв
случай и при схемата от фнг. 3.15,
която в сравнение с предншии-
те показаны схеми геиерира
много по-стабнлна честота и се
задействува по-надеждно, мо-
же да се осъществи отделно
установяване на двете части
на импулса, т. е. да се регули-
ра коефициеитът на запълваие
на генерираните нмпулси.
Мултивибраторы от този вид
могат да се реализират и с еле-
менти ИЛИ-HE. Такъв при-
мер е показан на фиг. 3.16. Из-
ползувани са 2 елемеита ИЛИ-НЕ
(1/2 U 106 или 1 U 102). Рези-
сторът R може да се измени
само в интервала 10—100 к 2.
И тази схема работа най-малко
до около 300 kHz. Както всич-
Кхеми, в конто изходният сиг-
се взема от същия изход
югически елемент, в който
е свързан кондензаторът С, тя
има недостатъка изходният сиг-
нал да бъде с лоши (полегати)/
фронтове На фиг. 3.17 е показа-
на схема която дава безупречен
правоъгълен сигнал. Съпротив-
лението иа резистора може
да се избира в интервала 1 —
10 kQ. Вместо прнблизителна
формула за честотата (нзбирана
чрез и С), която е твърде
неточна, тук е дадена таблица
с орнентировъчни стойности на
елементите и получепите с тях
честоти при различии опитни
постановки. Ако А* се реализира
чрез последователно свързани
променлив резистор 10 k Q и
постоянен резистор 1 к Q, мо)же
да се получи и междиниата об-
лает от стойиостн между двете
дадени в таблицата границы за
/?. Капацитетът С може да се
превключва чрез стъпален пре-
включвател. Свободният вход 5
иа втория логически елемент
може да се използува за спира-
не на генератора с превключва-
тел (геиераторът спира при по-
даване на—13 V към входа 5)
или може да се свърже постоян-
но към маса. Чрез комбина-
ция от два моновибратора като
тези на фиг. ЗЛО може да се
получи симетричен мултивибра-
114
Фиг. 3-18. Импулсен генератор, получен
чрез комбиниране на два моновибрато-
ра от фиг. 3.10—особено подходящ за
получаване иа импулснн поредици
с изкллючително малко отношение
импулс/пауза
тор. Такава схема е дадена на
фиг. 3.18. Двата моновнбратора
се включват и изключват перио-
дично един след друг. Тъй ка-
то всяка от съответните импул-
сни полувълни на изходното на-
преженне се определи от един
от моновибраторите (/?i— Cit
респ. R2— Са), с тези две RC-
групи могат да се регулират в
много широки граници продъл-
жителностите иа двете части на
генернраните нмпулси н следо-
вателно коефициеитът на за-
пълваие на импулсиата пореди-
ца. При много различаващи се
стойности иа Сг и С2 схема-
та генерира много тесни импул-
си с избираема полярност и мно-
го големи паузи между импул-
сите. Затоватя е особено подхо-
дяща като тактов генератор за
управление на тригерн, броячи,
преместващи регистри н други
ИС с по-висока степей на инте-
грация. Продължителността на
всеки полупериод може да се
определи отиово по приблизи-
телното съотношение, дадено
към фнг. 3.10.
3.1.5. Кварцови геиератори
Кварцовите геиератори са не-
обходими за получаването на
Фиг. 3.19. Кварцов генератор с еле-
меити И
високостабилни честоти за из-
мервателии и други подобии це-
ли (нацример като еталон в
цифрови часовници и другаде).
Осцилаторннте схеми с кварц
и MOS ИС могат да бъдат как-
то с елементи И, така и с* еле-
менти ИЛИ-НЕ. Тъй като с
кварц за 1 MHz при достъпни-
те за любителите MOS ИС не
винаги се получават надеждии
генерации, по-добре е да се из-
ползува кварц за еталонна че-
стота 100 kHz (разбира се, са-
мо кварцове за основна честота,
т. е. първи хармоиик). С този
вид кварцове много лесно могат
да се реализират кварцови ге-
нератори. Една такава схема с
елемеити И е показана иа
фиг. 3.19. В случая се изисква
едно отрицание, поради което'
може да се използува 1/2 U 107 D.
На практика тази схема отгова-
ря на схемата от фиг. 3.15. Ре-
зисторът R може да бъде по-
стоянен със съпротивление
100 к 2. При честоти на кварца
значително над или под 100 kHz,
в случай че ие могат да се по-
лучат иадеждни генерации, стой-
ността на R трябва да се уста-
нови експериментално. За фино
регулиране иа честотатй на квар-
ца обикновено последователно
с него се свързва един „увлн-
чащ“ кондензатор. Това важи
също и за схемата от фиг. 3.20,
115
WOK
[I VuUKSD
j-oZZ» — —P),__о /ш*
1XU102B ОУ=Е*л
UMJ1/2X106D 13V - Мзкл
Фиг, 3.20. Кварцев генератор с елемен-
ти ИЛИ-НЕ
която представлява кварцов ге-
нератор с 2 елемента ИЛИ-НЕ.
Тя има същите качества както
предишната схема. За раз/(ика
обаче от схемата от фиг. 3.19,
къде^о на изхода се по луча ват
безупречни по форма право-
ъгълни енгнали и снободният
вход на логическия елемент мо-
же да се използува за включ-
ение/изключва не на генератора,
както е означено, при схемата
от фнг. 3.20 се препоръчва
включваието на един следващ
трети логически елемент като
формировател на генерираиите
нмпулси. По този начни освен то-
ва се отдели изходът от кварца
Q. Свободният вход на отделя-
щия елемент може да се изпол-
зува за изключване на генера-
тора от схемата, към която е
евързан. Това има предимството,
че кварцовият генератор дей-
ствува иепрекъсиато, а се пре-
къева само подаването на ге-
иерираните импулси. Изключва-
нето чрез входа 51 може да се
извърши, разбира се, и с логи-
ческия сигнал от друг функцио-
нален блок с MOS -елементи.
Най-изгодно е трите логически
ejMi. нта дв се реализират с
[С U 106, чийто четвърти
ДИ*нт може да се използува
за друга цел.
3.1.6. Тригери с MOS
основии логически
елементи
В сернята U 10 има два раз-
личии тригера (U 103 и U 108),
чиито схеми са напълйо инте-
грирани н чиповете. Тригернте са
запомнящи елементи, конто или
се превключват непосредствено
чрез подаване на сигнал на един
от входовете им (статични три-
гери), или двете устойчиви със-
тояиия се превключват Дина-
мично, например през свързва-
щи кондензатори, при което за
превключването въздействува
не самото ннво на сигнала, а
неговата промяна (например
фронт Н-L на за действу ващия
импулс). Любнтелят е запознат
с тригерите от „класическата"
транзисторна техника, където
те се наричат още „бнетабнлни
мултивибратори". На фиг. 3.21 е
показана основната схема на
статнчния RS-тригер. Тя се съ-
стои от два кръстосано евърза-
ни елемента ИЛИ-НЕ. Прн таки-
ва схемн обикчовено двете „по-
ловики", както и входовете и
изходите, са равностойни. Еди-
ният от изходите се означава с
Q. Тъй като другият изход има
винаги обратиия потенциал, той
се означава с Q. Първоначално
може да се приеме, че двата
входа Rw Sимат едновременио
ннво Н, а на нзхода Q има на-
пример ннво L. Това ннво се по-
дава на входа на другия елемент
и следователно на изхода Q има
ннво Н. Следователно за горния
елемент е изпълнено условнето
да има иа всичките си входове
Н, порадн което приетото съ-
116
-тоянне Q—L e реално и стабил-
но. Ако при включва нето на
захранващото напреженне на из-
к ;»да Q се установи с л чайно
най-напред ниво L, това ниво
ще се подаде на входа иа гор-
ний елемент, поради което на
изхода му Q ще се поддържа ни-
во Н и иа всички входове на дол-
ния елемеит ще нма Н, така че Q
ще остане при ниво L. Това озна-
чава, че н това състойние е
устойчиво. За елемент;*, чийто
нход за обратна връзка с Q или
Q пол чава оттам ниво L, е без
значение какво ниво се подава
на свободний му вход (съответ-
но /? или 5) и този елемент не
реагнра на това въздействие.
По друг иачин се държи еле-
ментът, който на входа си за
обратна връзка получава ииво Н.
AkoQ=L н Q=H, едно изме-
нение на иивото на нхода 5 не
оказна въздействие. Ако обаче
ниво L се подаде на /?, изхо-
дът Q се превключва ча Н и
(ако !е спазена уговорката S=H)
следователно Q иа L. Така три-
герът остава в състоянието
Q Н, Q= L даже ако след това
сигналът А* отново стая£ Н. Три-
герът може да бъде върнат в
изходното му състойние чрез
пода ване на сигнал L на входа
S’. Функционалната таблица на
фиг. 3.21 показва именно тоВа
поведение на схемата. За нея
важи простото правило „ииво L
на S' установява Q в L * и „ни-
во L на 7? установява Q н L“.
Това правило установява едно-
значно функционално съответ-
ствие между входовете и изхо-
дите на всички тригери. Обик-
иовено прн подобии разглежда-
х-негроменено състояние
^недопустимо, защото
следВащото състояние
или
'12U106V
е неопределено
Фиг. 3.21. Оочовиа схема на прост ста-
тичен RS-трнгер с елементи ИЛИ-НЕ
иия се говори вииаги за изхода
фкато входът See означава като
„установяващ“,а входът R-—ка-
то „нулиращ" или „установиващ
в изходно състояние “. При ста-
тнчните тригери е интересно поло
жението, когато на двата входа
се подава одновременно сигнал
L. В съответствие с функциите
ИЛИ-НЕ в такъв случай както
на Q, така и на Q се получава
ниво Н. Следователно в тези
„забранен" случай ие се получа-
ва инверсия между Q и Q. Ако
двата сигнала L на R и S’ се
отстранят одновременно, респ.
се пре включат към Н, тригерът
заема едно случайно, непред ви-
дено положение. По тази при-
чина нормално ие се допуска
подаването на еднакъв сигнал
на А* и 5. Ако логический еле-
менти са с по 3 входа, при нуж-
да могат да се предвидят по 2
входа и S. Тън като триге-
рът от фиг. 3.21 нма отделни
входове за установяване в двете
съсгояння и за превключваието
му е меродавно ни во то на сиг-
нала иа входа му независимо
от поведението на това ниво
във времето, този тригер се раз-
глежда като статично превключ-
ваем. Тригерът се превключва
117
100p^ 100k
AEtl^2^2U107P
ЛЕъЬЕгЖ иЮбВила
1*UlOZD
Фнг. 3.22
a—превключын от фронт
RS-тригер с един вход.
Трнгерът се превключва в
другого сицсьстояние при
всеки фронт Н-L на вход-
ная импулс- Може да се
нзполвуна клто брояч и
делител иа честота; б—
схема с разделен» входове
при фронта Н-L иа подадения
сигнал. Разновидиост на тези
тригери са превключваемите от
фронт (динамични) тригери. При-
мер на такъв трнгер е показан
на фиг. 3.22. Тук’ ЛЕ3 и ЛЕ^
образуват познатия RS-тригер,
към конто обаче отпред са свър-
зани още 2 елемента И. Еле-
ментите И могат да подават
сигнал L чрез изхода си само
тогава, когато и на двата им
входа има ниво L. Обаче еди-
иият от тези два елемента има
неизбежно на входа си за об-
ратна връзка, свързан през ре-
зистор 100 kQ към съответния
изход, ниво Н (отговарящо на съ-
ответното изходно ниво), пора-
ди което този елемент не мо-
же да промени изхода сн на L.
При варианта от фиг. 3.22 а пре-
ходът Н-L иа входния импулс
се дифереицира от RC-групата
(33 pF, 47 kQ) в много къс им-
пулс L, конто се гТодава едно-
временно на двата елемента И.
Ако състояиието на тригера е
Q=H, ЛЕХ е запушен и диферен-
цираинят сигнал L (той пред-
сиш/ява иглообразен импулс
iAl, конто съвпада с фронта
ilV^a входа) може да премине
само през ЛЕ2 и да въздейству-
I
ва на ЛЕ4. При това се получа
BaQ=H и Q = L, т. е. тригерът
се превключва. Тази смяна на
потенциала на изходите се пре-
да ва през RC-групата 100 k Q,
100 pF със съответно закъсне-
ине иа съответните входове на
ЛЕ1 и ЛЕ2- По този начни след
завършването на иглообразния
импулс ЛЕ2 е запушен, а ЛЕ) —
отпущен. Сега входният сигнал
трябва най-иапред да се върне
към Н, което не оказва възден-
ствие върху тригера. Следва-
щият преход на входиия импулс
от Н към L отново се диферен-
цира, ио сега е оглушен JZEj и
през ЛЕц изходът Q се устано-
вява на Н, с което отново до-
стига до изходното съетояние
на тригера. Следователно този
тригер се превключва при всеки
фронт Н-L на входиия сигнал.
Така входната честота се дели
в отношение 2:1. Поради това
тази схема се използува често
като делител на честота и брояч.
В подобна форма тя се произ-
вежда също напълио интегрира-
на като самостонтелиа ИС или
като част от ИС с по-висока
степей иа интеграция. Входът
м эже също така да се раздели
н 1 Вхр и Bxs (фиг. 3.22 б). В
118
такъв случай тригерът работи
както статичният тригер от
фиг. 3.21. Тъй като тук обаче
фактическнят тригер се пре-
включва само с къси импулси,
даже когато на двата му входа
е подаден потенциал L, той ос-
тава в дефинирано състояние,
което се определи от фронта
Н-L иа последний входен сигнал
до този момент. Ва действието
на тригера е важно времекон-
стантата на входните дифереи-
цира щи групи да бъде по-малка
от времеконстантата на вериги-
те за обратна врьзка, поради
което носледните трябва да
имат съответно по-големи стои-
мости на и С. Използуваната
за много различии цели схема
от фиг. 3.22 а може да се реа-
лизира двукратно с две ИС(11107
н U 106), но изисква все пак 6
външни елемента на броячно
стъпало, което е неикономично
и усложнява опроводяваието.
Затова тя се използува само то-
гава, когато няма на разположе-
нне напълио интегралии тригери
(U 103, U 108).
На фиг. 3.23 е показан RS-
тригер, състоящ се от 3 MOS
транзистора (2XSMY 51 и
1XSMY 50). Вторите системи на
двойннте MOS траизистори 7\
и 7 2 с и С2 образуват RS-
тригер по схемата от фиг 3221.
Приема се, че входовете J и К
имат ниво Н (свързани са към
маса). Тогава тригерът се нами-
ра в едното от двете си въз-
можни състояиия. Нека при то-
ва Т3 е запушен (т. е. има ниво
Н на гейта си). Ако сега иа так-
товия вход Т на транзистора
Т3 се подаде за кратко време
сигнал L, Т3 се отпушва. Обаче
тъй като първите системн на Т
и Г2 са запушени (Н на/и 7<а
това не оказва въздейстЪие, т. е.
тригерът не измени състояние-
то си. Т3 отново се запушва.
Ако тогава например на входа/
се подаде ниво L, тази MOS
система се отпушва, ио тъй
като нейният сорсов извод 5це
изключеи посредсевом запуше-
нин Т3, това също не оказва
никакво въздействие. Същото
става (при запушен Г3), ако ни-
во L се подаде на входа К
Следователно при Q = L (двете
системи на 7\ запушени) и по-
дадено ниво L на входа /пър-
воначално не става нищо. Ако
обаче сега на тактовия вход Т
съшо се подаде сигнал L, дока-
то на J още стой нивото L, Тх
и Т3 се отпушват едновременно,
в резултат на което Q се пре-
включва в Н, a Q— в L. Това
означава, че трнгерът предава
подадения на входа J сигнал L
на изхода Q едва тогава, когато
на тактовия вход също се по-
даде L (т. е. в момента иа пре-
хода Н-L на този вход). Обрат-
иото състояние иа тригера мо-
же да се постнгне при подаде-
Фиг. 3.23. Тактово уоравляван RS-трн-
гер с MOS траизистори. Действието му
наподобява донякъде това на JK-трнгер
119
но ниво L на входа К» щом ста-
не Т L. Следователно входо-
вете J и К действуват като
„подготвителни входове", конто
превключват тригера едва тога-
ва, когато това се разреши чрез
ниво L иа тактовня сигнал. Ко-
гато един тактов сигнал управ-
ля ва повече такива тактово
управлявани трнгери (като так-
товите им входове са' свързани
паралелно), благодарение на
свойствата на тригернте всички
техни изходи Q се превключват
одновременно даже ако съот-
ветните входни сигнали на J и
К се подават в различно време.
Такива блокове (например реа-
лизирани с ИС от типовете
U 103 или U 108) се използуват
например за уеднаквяване на
различии времена на сигнали
или за синхронизиране на про-
неси на превключваие. Както
показва описаннето на действие-
то на схемата, при такнва три-
гери състоянието J К= L е „за-
бранено", защото при подаване
на L на тактовия вход то води
до състояиие Q = Q = H и след
смяна на нивото на тактовия
вход на Н трнгерът изпада в
случайно, непредопределено съ-
стояние.
3.1.7. Схеми за премахнане
влияя исто иа вибриращи
коитакти
Подаването на сигнали към
бързи цифрови схеми, как вито
са реалнзираните с ИС устрой-
ства, изобщо не е възможно да
се извършва непосредствено от
«качни контакти. Всеки ме-
и?н контакт на реле, пре-
чвател, бутон и т. н. при за-
действуваие изпада в по-малка
или по-голяма степен в снлни
вибрации, т. е. в момента иа
първото докосване перата на
контакта започват да извършват
механични трептения, поради
което в бърза последователност
контактът се затваря и отвар я
много пъти, преди да се уста-
нови в крайиото ей състояиие.
Ако например йскаме да пре-
включим тригера от фиг. 3.22 а
чрез подаване на прехода H-L
от механичен контакт, в дей-
ствнтелиост тригерът ще полу-
чи много управляващи сигнали,
всеки път ще превключва и на-
края ще се устанони случайно
в някое от състоянията си.
Броят на отделимте трептения
при този процес па вибриране
може на практика да се уста-
нови с бързи броячи на импул-
си. Така например с описания
в тази книга ТТЛ броячен че-
стотомер (в режим на броене
на единични импулсн) беше из-
следвано „едиократното" затва-
ряне и а един релееи контакт при
включване на релето за много
от често използуваните от лю-
бителите типове релета, при кое-
то беше установено, че в зави-
симост от типа и параметрите
на релето при това затваряне
контактът извършва от 3 до
85 трептения. При това според
качествата на контакта проце-
сът на внбриране се извършва
в интервал от време от 0,1 до
10 ms.
За да могат да се подават
сигнали от механични контактн,
са необходими специални до-
пълнителни схеми. Най-простият
и най-сигурният иачвн *за пре-
махваие влиянието на вибрира-
120
~13v wuWJIOin
«г. 3.24. RS-тригер в
ема за премахване
ияниего на внбра-
цннтс на контакта
-13V
Фиг, 3.25. ЗакъСнител-
на схема за премахва-
не влиянието иа виб-
рациите на обикновен
непрсвключваш контакт
Фиг. 3.26. Универсал-
ия приложима зак]>с-
нителна схема
нето на контактите е използу-
ването на един тригер, както е
показано на фиг. 3.24. Пре-
включвателят К (конто тряб-
ва да има поне един пре-
включващ контакт) свързва ви-
на гн един от входовете на RS-
тригера към ниво Н (маса) и по
този начин определя изходния
сигнал, конто може да се взе-
ieiOT Изх и Из к. Трнгерът се,
ревключва в съответното със-
ояние винаги още при първото
съприкосновеиие на контакта,
което винагн трае по-дълго, от-
колкото е необходимо за пре-
включването на тригера. По-ната-
тъшното отварлне и затваряие на
контакта (към страната, към коя-
то трябва да остане затворен)
не оказва ннкакво въз.чей-
ствие па тригера. Вибрира-
не на кочтактчото перо чак
до другого му затворено поло-
жение (което ба превключило
тригера) на практика не става.
По този начин в моме ’.та на
превключване на изхода се по-
лучава идеалча смяна на сиг ia-
ла с изнскваната за MOS ИС
стръмност на фронта.
Често се разполага само с
прост ключ с нормално отворен
контакт. Тогава любителят мо-
же да използува едно просто
закъсчение на превключването,
както е показано на фиг. 3.25.
Когато ключът К е отворен, на
входа на логическия елемент
има ннво L н следователно из-
ходът му е на Н. Прн затваря-
не на контакта изходът незабав-
но се превключва на L, прн кое-
то закъснителният кондензатор
бързо се презарежда. В случай
че сега поради вибрации К се
отвори еще веднаж за кратко
време, изходът ще се стреми
пак да придобие ниво Н. Тази
смяна на ннвого обаче сега се
предава на входа с по-голяма
времеконстанта, определена от
резистора, така че се получава
силна отрнцателча обрат ia връз-
ка, която позволява само много
бав ю изменение па изходното
напрежение. Междувреме Гно
процесът на вибриране на К за-
вършва и изходът остава в об-
ластта на ;ивото L. Следовател-
но при затварянето на К тази
схем^ осигурява относи гелио
бърз преход Н-L на\13хода, оба-
че има недостатъка, че при от-
121
варянето на К обратният преход
L-Н става относително бавно
поради споменатата времекон-
станта. Ако сдедващата MOS
схема изисква и при прехода
L-Н стръмен импулсен фронт,
след тази закъснителна схема
трябва да се снърже един MOS
формировател. Такава комбина-
ция от схемите от фиг. 3.25 и
фиг. 3.8 а може да се реализи-
ра например с 3/4 U 106. Стой-
ността на /^2 в схемата от
фиг. 3.8 л не е критична и е доб-
ре да се избере 100 kQ. Ако ие
се включи формировател, кон-
дензаторът в схемата от фнг. 3.25
не бива да бъде с по-голяма
стойност, отколкото е необходи-
мо за сигурно превключване (сле-
дователно неговата стойност за-
виси от свойствата на коитак-
тите на ключа К}-
На фиг. 3.26 е дадена универ-
сално използуваема схема за за-
къснение на снгнали. Подаде-
ният иа входа й скок на напре-
жение се появява на изхода й
със закъснение и поради влия-
иието на кондензатора — с по-
полегати фронтове (което може
да се коригира отново чрез
включването на един следващ
формировател). Фронтът L-Н на
изходния сигнал е малко по-
полегат от фронта му Н-L. Да-
дените ва фнгурата времедиа-
грами показват формата и връз-
ката между двата импулса. Да-
дените стойкости за и С са
приблизително максималните це-
лесъобразни на практика стой-
кости. При дадените стойностн
пЛЬаваното закъсиение спрямо
Н-L на входния сигнал
е WR.ao 0,2 S. За да се получат
по-малки времена на закъсненне,
С трябва да се намали!
122
3.1.8. Сеизорен превключвател
От няколко години сеизорни-
те превключватели се иаложиха
в битовата електроника. Те мо-
гат да се реализират много доб-
ре с високоомните MOS еле-
менти. Те работят без механнч-
ни коитакти, поради което при
тях не съществува проблем с
внбрациите. Техният принцип на
действие се състои в следното.
Двете контактни повърхности,
разположени съвсем близо една
до друга (ио недопнращи се),
се свързват помежду си с висо-
коомна връзка чрез докосване с
пръст. Създадеиият токов път
предизвиква процеса иа пре-
включване. Сензорните включ-
вателн се радват на голям
интерес сред любителите. За
тях има вече доста богата ли-
тература (например (9], [18], [20],
[22]). Любнтелят трябва обаче
да има пред вид, че оформяне-
то на сензорните контактни по-
върхности изисква особено вни-
мание. Особено прн по-честа
употреба или при неблагоприят-
ии климатичнн условия по кои-
тактните повърхности много ско-
ро се отлагат голям о количе-
ство иечистотии и прах, конто
образуват трайна фина връзка
между тях и по този иачин въз-
препятствуват превключващата
функция на схемата. Ето защо
за сензорните повърхности (иай-
често във пръстенообразна или
полукръгла форма) трябва да
се използуват изкуствени мате-
риалу иезадържащн замърсява-
ния и влага. Годни за тазн цел
са се оказали например пиакрил-
ното стъкло и полистиролът,
както и парчета от полиетнлен.
Фиг. 3.27, Прост сензорен превключва-
тел при докосване
Прозрачните материалы имат ос-
вен това преднмството, че под,
респ. зад сензорните повърхно-
сти могат да се поставят (пара-
лелно на светлннния бутон) кон-
тролнилампи, иидициращи вклю-
чен ото състояние.
Най-простата схема на сеизо-
рен превключвател е показана
на фиг. 3.27. Когато сензорните
повърхности се свържат чрез
пръста (при което контактното
съпротнвление може да бъде
повече от 20 Mfi), MOS траи-
зисторът 7\ се отпушва. През
символично означения товар
протича ггок (при да дените ти-
пове маысимално 25 mA, а при
SMY 52^-50 mA). По-мощни то-
вари (релета) могат да .се управ-
ля ват чрез включен следващ
ключов транзистор Т2. При до-
косване на сензорните повърх-
ности изходът Изх се превключ-
ва от ииво L към ниво Н. Въз-
можно е следователно иепосред-
ствено да се включват MOS ИС.
За този случай /?г трябва да
бъде 10—22 к 2. При използу-
ване на Г2 добре е да бъде
около 10 k Q. Параметрите на
Г2 се определят от свързваното
към него реле нли друг консу-
матор. Релето се включва при
докосване на сензора. Непосред-
ствено паралелио към него мо-
же да се включи контролна лам-
Фиг. 3.28. Сензорен превключвател за
включване-изключване с тригер
па (да се внимава за общото
натоварване на Г21). С един MOS
транзистор U 105 D могат да
се реализират 6 такива сензор-
ин схеми. При тази схема кон-
суматорът е включен само до-
като човек допира сензора. Схе-
ма с отделни места за включва-
не и изключване може да се по-
стигне с един тригер, както е
показано на фнг. 3.28. Ако се
докосне Сензор 7, се отпушва
лявата система ‘на двойния MOS
транзистор 7\, с което нивото
на Изх става Н, а това на
Изх — L. Това ниво L поддър-
жа лявата система отпущена и
след отдалечаване на пръста на
Сензор I. При докосване на
Сензор 2 се отпушва дясната
система, с което иивата иа из-
ходите се сменят и в резултат
лявата система отново се за-
пушва. По този начни се запом-
ни последнего избрано състоя-
иие. Според конкретного прило-
жение на схемата към едииия
или други я изход отново може
да се включи или MOS ИС, нли
ключово стъпало с Т2 както
на фнг. 3.27. На този принцип
може да се изгради сензорно
управляем тригер непосредстве-
но с M0S логически елементи,
както е показано на фиг. 3.29.
Предназначението на свързаните
последователио на входовете на
123
I
—27V
220k&
Нзх
•> A *- ^3X
WU1*U1W1)
Фиг. 3.29. Сен зорен превключвател за
включване-изключване с MOS елементи
логическите елементи резистори
220 к Й, както и га гейтовнте
предсъ противления 500 kQ и
I МЙ в схемнте от фиг. 3.27 и
3.28 е да предпазват гейтовете
на MOS елементнте от прена-
прежения. Прн дадено оразме-
ряване допълнителни ограчнча-
ващи дноди не са необходими.
На фиг. 3.30 е пЬказан още
един вариант на сензорен пре-
включвател със сензорна повърх-
ност, състоядо се от три части
(вместо от две), конто реагира
на посоката, с която при докос-
ване се премииава сензорната
повърхност. С това от гледна
точка на експлоатапнята си то-
зи вариант в известна степей е
подобен на механичен превключ-
вател с подвижен управляващ
елемент, движещ се в две но-
сок и (ЦК-ключе). Тази схема
също е тригер и е подобна на
схемата от фиг. 3.28. Тя е проек-
тирена и допълнена спецнално
за управление на реле. Дадени-
те посоки на управление отго-
варят на състоянията на пре-
включване на релето. Тригерът
застава в положението, чинто
контактни повърЯности са билн
сигани пай-послед нн. При
вА ан лявата система на Тг
с^Игушва, като гейтът се
с !^^ва към маса. Кондензаторът
Фиг. 3.30. Сензорен превключвател за
включване-изключване със сензорна по-
върхност, съставена от три части. Съ~
стоянието, в което се превключва схе-
мата. завися от посоката, в която се
премннава сензорната повърхност
33 nF се оказва необходим, за-
щото в противен случай при
кратко докосване на сензорните
повърхности с пръст се проявя-
ва в зиачнтелна степей влияние-
то на мрежови смущаващи на-
прежения (50 Hz). Нр практика
посредством пръсга винаги се
подавят значителна част „чужди“
смущаващи напрежеиия, което
при дотук разгледаните схеми
ие оказва никакво въздействие,
обаче при схемата от фиг. 3.30
може да доведе до уставовява-
не на тригера в погрешно състоя-
ние. Включването иа конденза-
тора в схемата има недостатъ-
ка, че при подаване на захраи-
ващото напрежение тригерът
„прннудително" се установява
най-напред във включено състоя-
ние. В случай че това не е же-
лателно, в схемата могат да се
включат един резистор 10—
22 МЙ последователно с гейто-
вия извод на дясната система
на Tt и един кондеизатор около
22—33 nF между десния гейт и
маса. При това положение при
включйане към захранващото
напрежение тригерът ще се ус-
тановява вннагп в положение
„изключено*4. Това е важно за
124
зах ран ванн от мрежата устрой-
ства, за да се предотврати авто-
матичного установяваие на схе-
мата във включено състояние
при отпадане на захранването и
следващото му възстановяване..
В изключено състояние схемата
от фиг. 3.30 консумнра само
около 10—30 |ьА ток на покой
и е работоспособна още при
9 V захранващо напряжение. По-
ради това тя може да работи
добре и в устройства с бате-
рийио захранване с дълго вре-
ме на готовност.
Показаните дотук схеми са
отделяй. независима един от
друг превключвателн. Понякога
обаче се нзисква взаимно свърз-
ване или блокиране (подобно на
това при механичниге клавиш-
ни превключвателни блокове)—
например при превключватели
за избор на канал или програ-
ма. Едио възможно решение е
показано на фиг. 331. Други
варианти могат да се намерят
в [9] и [22]. Проводницнте а и b
водят към (респ. идват от) едно-
н.менннте изводи на другите
превключвателни позиций' кон-
то имат същата схема. В със-
тояние на покой (отворен сен-
зор) изходът Из к. има ниво
Н и по времето на докосване
на сензора се превключва в L.
Той задържа нивото L само за
времето на доппране на сензора
и следователно превключвателят
ие се самозадържа! Самозадър-
жане може да се постигне чрез
свързване към изхода му на
подходящи ключови елементи
(тригери или други). Действие-
то на схемата от фиг. 3.31 е та-
кова, че при докосване на по-
вече „бутонн" (сензорн) се за-
7, -V6U105D
A£ftf-1*U106n
Фиг. 3.31. Взаимно блокиране .на- ня-
колко сензорни бу гона. Във включено
положение може да бъде винаги само
един изход Иях (тук е показана схе-
мата за едиа позиция)
действува винаги само онази
позиция, чийто сеизор е докос-
нат най-иапред Това се постига,
като потенциалът L от изхода
Изх на докоснатата пан-напред
позиция се подава съответно
през ЛЕ& ЛЕч и а в еднага по-
сока н през ЛЕ* ЛЕ& и b в дру-
га та посока към всички пози-
ции. При това елементът ЛЕУ
на всичкн други позиции полу-
чава през а или b потенциал L
винаги когато някоя друга по-
зиция е във включено състоя-
ние, така че един преход L-H
на дренна на Г, на така блоки-
раните позиции (в случай че те
в същото време се задейству-
ват чрез докосване) не оказва
никакво въздействие. Възможно
е също на изходите да се евър-
жат непосредствено релета съ-
гласно фиг. 3.27, от конто ще
се включва винаги само ед но.
Реалнзнрането иа 6-пбзиционен
превключвател по този принцип
може да стане например с
1 U 105 D (за всички 7\),
3XU Ю2 D и 6XU 106 D, т.е.
необходими ще бъдат 10 ИС
Тъй като при нсички подобии
блокиращи превключватели ко-
125
личеството на необходимите ос-
нов нн логически елементи ка-
рает ва твърде бързо с броя на
превключваните позиции, разби-
раема е тенденцията всички не-
обходими функции да се обеди-
нят в една единствена ИС. Та-
кава спецнална ИС — програмеи
превключвател с 6 позиции, коя-
то съдържа цялата логическа
схема, изготвеиа освен това във
вид на преместващ регистър с
подавай тактов импулс за пре-
включване на една позиция
иапред, е разработена и се про-
извежда за битовата електронн-
ка (каиален превключвател за
телевизионни и УКВ приемници
с електроино настройваем тунер)
с типово означение U 700 D.
Тази ИС може да се използува
с успех от любителнте и за дру-
ги цели (например като 6-пози-
ционен кръгов брояч). Изходнн-
те транзистори на ИС U 700 D
нямат обаче необходимата в та-
кива случаи натоваряемост по
ток. Затова любнтелят трябва
Да евърже евентуалио към из-
ходите й по-мощни ключови
транзистори. Без тях изходният
ток на ИС U 700 D не бива да
надвншава 0,1 mA.
3.1.9. Свързване на различии
„чужди“ товари към
изходите на MOS логически
елементи
За да цргат да се задейству-
ват консуматори като лампи,
релета и т. н. от изхода на ло-
гически схеми, винаги трябва
да се включва изходно стъпа-
•юдходящо за тези товари.
подходящото решение за
е използуването на MOS
Фиг. 3.32. Свързване на товар към из-
ход на MOS лотчески елемент
транзистор от серията SMY, за-
щото неговите входни парамет-
ры (входнн гейтови параметра
прагово напреженне и т. н.) от-
говарят иепосредствено иа из-
ходните параметрн на MOS еле-
ментите от серията U. Транзис-
торннте типове SMY се пронз-
веждат от същия производител
по същата технология. Фиг. 3.32
показва прехода от изход на
MOS логически елемеит към
товарното превключващо стъпа-
ло. Консуматорът, който тряб-
ва да се превключва, е означен
символично с /?,. Тъй като
MOS траизисторите от серията
SMY могат да се натоварват
макснмално само с 25 mA (респ.
максималио 50 mA при SMY 52),
често е необходимо да се вклю-
чи и един по-мощеи биполярен
транзид^ор Т2, който се у прав-
дива от MOS транзистора ТР
С Т2 SF 126 могат да се пре-
включват до 500 mA. Без затруд-
нения могат да се използуват
и по-мощни транзистори. При
включването на транзистора Т2
товарът RT може да се евърже
към маса. Разбира се, паралелно
на релето трябва да се евърже
диод. Съществено предимство
на този начни на свързване на
товара е, че захранващото на-
прежение — U? може да се изби-
ра в широки границн в зави-
симост от изискванията на /?т
126
ЧЭ—
Tt -SMY50 -5Z(V2SMY5l)
или /6Ш05В
СД-VQAIZ
Фиг. 3.33. Свързване на товар за ма~
лък ток (тук светодиод) към изхода на
MOS логически елемент
(мииимална стойност около
3,5 V, максималиа 27 V, като
трябва да се вземат предвид
допустимите граничим стойко-
сти за Гя и евентуално да
се използува типът SF 128).
Ако изходите, задействуващи
товари, са повече, изгодно е за
Л да се използува елементът
U 105 D (прн макснмално 6 из-
хода). При токове до 150 mA
U 105 D може да се използува
за един изход, като всичките
му 6 системи се свържат па-
рале лно (всички гейтове н всич-
ки дрейнове свързанн паралел-
но), при това без у2. Във всич-
ки случаи обаче използуването
на един MOS транзистор за 1\
има преднмството, че на изхода
Изх на задействуващня логиче-
ски елемент тогава могат да се
свържат паралелио и други вхо-
дове иа логически елементи или
MOS транзистори, тъй като
логическите иива не се проме-
нят. В схемата от фиг. 3.32 то-
варът е включен, когато на
Изх има ниво L.
Типичен пример за консуматор,
изискващ малък ток, е управ-
ление™ на светодноди или
други излъчващи светлина ин-
дикатори, каквито все повече
се прилагат в любителската
практика. Една такава схема е
показана на фиг. 3.33. Поради
малкия изискваи ток тук вторн
транзистор не е необходим. Све-
тоднодът СД свети, когато иа
изхода на задействуващня ло-
гически елемент нма ниво L.
Ако се използува захраиващо
напреженне—27 V, резисторът
пред светодиода трябва да се
увелич и на 2,2 KQ.
3.1.10. Съгласуване
иа иива между MOS
и ТТЛ логически елементи
Понякога и в любителската
практика се иалага свързване
на изходите на ТТЛ устрой-
ства с входовете на устройст-
ва, реализнрани с MOS ИС, как-
то и обратно го — преход от MOS
изходи към ТТЛ входове. Не-
посредствено свързване, разби-
ра се, ие е възможно, тъй като
стойиостите и съотношенията
на нивата на двата вида елемен-
тн са различии (вж. фиг. 1.19).
Следователно, за да се осъщест»
ви предаване иа сигнали между
устройства, изградени съответ-
но с двата вида елементи, са
небходими съгласуващи стъпа-
ла. Подходящнте за тази цел
схеми за двата вида логика са
разгледаии при ТТЛ техниката
(т. 4.1.11) затова тук трябва да
се очертаят само точното нм
предназначение н конкретиите
им задачи и особености. По
принцип всяка една от системите
(ТТЛ и MOS), конто трябва да
се свържат помежду си, има
свое собствено токозахранване.
Като се изключи сдучаят, кога-
то з4 връзката между такива
устройства се използуват оп-
тронни двойки (което е възмож-
ио вече и в любителската прак-
127
Фиг. 3.34. Съгласуванс на нивата при
преход от MOS към ТТЛ устройства
и обратно
тика), необходимо е между ус-
тройствата да нма галванична
връзка, пене обща маса. За са-
мата съгласуваща схема са не-
обходими или захранващите
иапрежения и иа двете систе-
ма или най-малкото тези на
едната от двете системи. По
принцип се препоръчва съгла-
суващата схема да се монтира
в устройството, което изпол-
зува MOS техника. Необ-
ходнмите евързващи сигиални
проводници, конто при разстоя-
ння, по-големи от около 30 ст,
се изпълняват уегкани със за-
масен проводник, както е на
фнг. 2.1 Г, са по-иекрцтични от
гледна точка на ТТЛ техника-
та (защото ТТЛ елементите са
по-нискоомни от MOS елемен-
тите). По тази причина, където
е възможно, по-дългите евърз-
ващи провоДиици от съгласува-
щите схеми са към ТТЛ стра-
ната (фиг. 3.34). При преход от
MOS изход към ТТЛ вход съ-
гласуващатв схема има за зада-
ча да преобразува MOS нивото
Н (от 0 до —*2 V) в ТТЛ ннво Н
(от +2,4 до +3,5 V), a MOS ин-
L (от —9 V до -15V)— в
। ниво L (от 0 до +0,4 V).
^Вл/гветната схейа за преход от
ТТЛ нзход към MOS вход тряб-
ва да преобразува тези нива в
обратна посока. При използува-
нето на такива схеми трябва да
се има предвид, че в някои
случаи съгласуващата( схе-ма
действува инвертиращо, т.е.Ттре-
образува MOS ниво L в ТТЛ
Ниво Н и обратно. Това трябва
да се отчита, за да се осигури
логически правилно съвместно
функциотиране на двете систе-
ми. Прч нужда несъответстви я
могат лесно да се отстранят,
като енгиалът пред или след
съгласуващата схема се инвер-
тира допълиително с логически
елемеит от съответната систе-
ма. Напълно избираемо съгласу-
ваие при одновременно галва-
ннчно разделяие е възможно са-
мо с използуването на оптрони. С
„класически“ елементи това
не може да се постигне.
3.2. ПРИМЕРЙИ СХЕМИ
С MOS ИС ОТ СЕРИЯТА
U 10
3.2.1. Прост пронерител
на изоляционно
съпротивлеиие
Един прост урод за коитрол
иа високоомни съпротивления
може да се реализира по схе-
мата от фиг. 3.35а. С иего мо-
же да се проверява например
изолацията между проводннко-
ви пътечки на печатни платки,
между перата на куплунги, меж-
ду електродите на сензорни пре-
включватели, изолацията на ка-
бели и т. н. Когато през ярове-
ряваиня елемент Rx не протнча
ток, лявата система на MOS
128
транзистора е запушена, а дяс-
ната — отпущена от дрейновото
напрежение на лявата, в резул-
тат на което СД свети. Щом
наире жението, подавано през Rx
на левин гейт, достигне опреде-
лена стойност, този транзистор
се отпушва, с което дясната сис-
тема на MOS транзистора се
запушва и СД угасва; това по-
казва, че през Rx е започнал да
протича по-голям ток. Най-голе-
мите стовностн на Rx, конто мо-
гат да се проверяват с тази схе-
ма, зависят от /?!, эахранващото
напрежение и от параметрите
на конкретния екземпляр MOS
транзистор. С /?!=200 MQ могат
да се установяват стойности
на Rx до около 500 MQ. За лю-
бителскн цели ням а смисъл да
се повмшава повече чувствнтел-
иостта на схемата, защото то-
гава самото конструиране на
проверителя е твърде критично
(изводите за Rx н нзолацнята
им!). Понякога любителят мо-
же да срещне трудности при
осъществяването на неоо^оди-
мата висока стойност за Тъй
като съблюдаването на точна
стойност за съпротивленнето
не е задължително условие, на
фнг. 3.35 б е показана една
възможност за заменянето на
резистора Rx със съпротивле-
нието на запушен NPN силициев
транзистор. Неговата база
може илн да се остави отворе-
на („висяща"), илн да се свър-
же с емитера му. Естествено
„евмулираната" по този начин
стойност иа У?! зависи много
енлнб от параметрите в запуше-
но състояиие на нзползувания
за целта транзистор и се влияе
от избора на конкретния екзем-
RflO-iZOOMSi бруг
Si тип
Б)
Фнг. 3.35
с—прост проверится на изолациа; б—възмож-
ност за ваменяне на високоомння резистор /?,
пляр (прн което тнпът и помина л-
ните параметрн на транзистора
имат значително по-малко зна-
чение). Освен това значително
влияние на околната температура
върху контролираннте с прове-
рителя граници е неизбежно. В
разглеждания случай обаче то-
ва не пречи много и все пак е
един приемлнв изход за кон-
трол на внеокоомнн съпротив-
лення, конто не са реалнзирани
като отделни елементи.
3.2.2. Релета за време
Показаното на фиг. 3.36 реле
за време може да се използува
в експоиометрн, автоматн за
стълбнщио осветление и др. Из-
ходен изпълнителен орган е ре-
лето Р, чийто контакт pi осъ-
ществява желания процес на
включване за времсто, опреде-
лено от Сг и рр Самият време-
задаващ елемент е един моно-
внбратор със схема по фиг. 3.11-
Управлението на релето ста-
ва чрез Тл съгласно фиг. 3.33.
Ако трябва да управля-
ва по-мощно реле, може да се
приложи схемата от фиг. 3.32.
Самият моновибратор изисква
9 Интегрални схеми
129
Фиг. 3.36. Пълна прннципна схема на
реле за време с MOS ИС
ЛЕ^—ЛЕЛ— 1XU106D С,—с М1лък уте чей ток
7,—SMY 52 (тип ML млн тан-
Л,—SAY Кч-32 (S1) талсв!
произволен тип е U _ > V
обр р
елемента ИЛИ—НЕ {ЛЕ^—ЛЕ^
а чствъртият такъв елемент в
ИС U 106 D (J7E1) се използу-
ва за формиране на входния
импулс. Нормално на входа на
ЛЕ± има ниво L, а иа нзхода
му — Н. Прн затваряне на стар-
товия бутон Б изходното ииво
на ЛЕг вед нага става L. Фрон-
тът Й— L се диференцнра от RC-
Звеното 3,3 nF, 100 kQ и задейст-
вува моновнбратора. Тъй като
моиовибраторът се превключва
веднага и през времето, в което
е в превключеио състояние, ие
му въздействуват други измене-
ния на входното иапрежение, за
входа на ЛЕг не е необходимо
да се вземат никакви мерки за
отстраняване влиянието на виб-
рациите на контактнте на Б. Ди-
ференциращото RC-звено след
j/Fj има преди всичко задача-
та да осигурн връщането на мо-
новибратора в изх одно състоя-
иие и съответно отпускането на
релето при установеин малки
времена, защото след изтичане-
то на тезн времена бутонът Б
»ке още да бъде затворен. Бла-
.-.рение на това е допустимо
ановяваието на такива мал-
ки времена. Получаваиите вре-
мена могат да се пресметиат
прнблизително по дадеиото на
фиг. 3.36 съотношение. За мно-
го дългн врмена трябва да
бъде 5 MQ, иначе е достатъчна
стонността IMS. При това ка-
пацитетът Сг може да се реа-
лизира с електролнтен коиден-
затор. Целесъобразно е преДи
вграждането му в схемата този
кондензатор да се формира в
продължение нв няколко часа
чрез прилагане на иапрежение
15—20 V (при тнпове за 25 V)
на електродите му, защото при
продължителио съхраняваие без
подлагане на иапрежение утеч-
иият му ток нараства значително.
С изправни нормални електро-
литни кондензатори могат да се
получат максимални времена до
около 20—30 минути, достатъч-
но точни при про цължителна
употреба на устройството, което
удовлетворява повечето случаи
на приложение. При експономе-
трн за тъмни стаички и други
приложения Q може да се осъ-
ществи с няколко кондеизатора,
конто се превключват чрез стъ-
пален превключвател (за грубо
избираие на времето). Промен-
ливият резистор може да се
грздуира в съответните стой-
искти на времето като хроно-
метър. Експлотационните усло-
вия и точиостта на тази схема
отговарят иа тезн на функцио-
нално подобиите схеми с бипо-
130
лярни транзистори. Трябва оба-
че да се припомни, че именно
При използуване в тьмна фото-
лаборатория, където често въз-
духът е много влажен и наси-
тен с агресивни изпарения, висо-
кос мните и вследствие на то-
ва сравиително чувствителни
към по-слаба изолация и пара-
зитни шунтове MOS схеми и
устройства не са непременно иай-
препоръчнтелното и удачно ре-
шение. При практическо изпълне-
ние на схемата от фиг. 3.36
мост от о, където трябва да се
обърне особено внимание на изо-
лацията, е входът на J7£3 с
включените към него елементи
Сь 2?1иД1и съответните свърз-
ващи проводници. Добре е, преди
да се заеме с тази схема, лю-
бителят да провери дали едно
традиционно решение с биполяр-
ни дискретни транзистори (на-
пример каквитс^са дадените в
[1] примери) не е по-благоприят-
но. Други релета за време с
MOS ЙС могат да се намерят
в (9].
I <_
3.2.3. Контролен пробник
за MOS логика
Типично контролно средство
при конструиране и работа с
устройства с ЙС, много важно
и в любителската практика, кое-
то винаги трябва да бъде под
ръка, е един индикатор, показ-
ващ дали на сигналните провод-
ници в схемата има ниво Н илн
L или пък някаква междинна
недопустима стойност. С този
индикатор не се установяват
точните стойностн иа наличните
напрежения, а само се дава от-
говор да/не дали тези стойко-
сти се намират в определените
приети граиици. Поради това с
такъв контролен уред функцио-
нирането на едно устройство с
ИС се проверява по-бързо и
по-лесно, отколкото например с
един универсален измервателен
уред. Тезн индик атори са снаб-
деии с подходящи сигналим лам-
пи, конто показват дали в до-
пряната контролна точка има ни-
во Н или L. Трета лампа ин-
дицира „забранеиата" междин-
на облает, респ. отворени (ие-
евързани) входове иа елементи.
Най-често като иидикаторни еле-
менти се използуват светодио-
ди ([14]). На фиг. 3.37 е показа-
на схемата на един такъв про-
верится иа MOS логика. Нива-
та се индицират съгласно фиг.
1.19. Такива проверителн са мно-
го малки по ^азмери, като вхо-
дът им се оформя като остър
връх, а целият провернтел — ка-
то удобен за манипулиране мо-
лнвообразеи пробник, в който
ипдик^торинте лампи —СД3
са винаги в зрителното поле за-
едно с проверяваиата контролна
точка. Пробникът се захраива с
и без това наличного захранва-
що иапрежение — 27 V от про-
верявавото устройство н кон-
сумира захранващ ток най-мио-
го около 20 mA. Диодът ДБ
служи за защита при погрешио
включване иа захранването (проб-
иикът се включва чрез специа-
лен щекер или пък сезакрепва
временно), а евързаният зад не-
го към маса кондензатор 33 nF
предотвратява проииквапето на
токови импулси от захранването
иа проверяваното устройство в
пробника. Входът U„ е иденти-
чен с върха на пробника. Ре-
131
Фиг. 3.37. Контролен пробник за MOS
логика със светодиоди
SAY12-17 Г*-Г.-1хиЮ5 D
СДЛ—СДг~VQA12 7»-SF123E—F (0>35О)
знсторът /?! осигурява входа
срещу претоварване, когато се
подаде „чужд" или много ви-
сок потенциал. Също от глед-
на точка иа сигурност срещу
претоварване входът ие е осъ-
ществен с MOS транзистор, а
с бнполярния транзистор Г7, с
което освен това се опростява
схемата. Образецът на уреда
може да се изпълни върху рас-
териа платка 30 mmX35 пип,
върху която се нареждат всич-
ки елементи на схемата и коя-
то се поставя в подходящ про-
зрачен полистиролов корпус, ви-
сок 10 mm. При отворен вход
на базата на Г7 с помощта ва
^2 и Кз поддържа потенциал
около—5 V в „забраиеиата"
облает. Входното съпротивле-
вие на пробника е най-малко
1 MQ, порадн което той не не-
товарна забележимо проверява-
ното устройство. Транзистори-
те Тх—Тс се реалнзират с ед-
на ИС U 105 D (фиг. 1.17). Тх
моо'1И като инвертор, a TG—
Bn превключвател на СД., кой-
nJ индицира „отворен вход",
респ. потенциал в „забранена-
та облает". Т3 и Г4 образуват
тригер, който може да се пре-
включва чрез 72, респ. Г6.Г7
работи като емитерен повтори-
те.! (импедансен преобразува-
тел), следователно иеговият еми-
терен потенциал вннаги отгова-
ря прнблизително на входното
ннво на Ако например иа
входа нма ннво Н, същото е и
емитерното вапреженне на Г7,
в резултат на кбето подаваното
през R" напрежение на гейта на
Тъ е много ниско (спрямо ма-
са) и 7Б се запушва. Същото
става с Г,, който получава гей-
тово напрежение през R'. В ре-
аултат дрейновото напрежение
на Тх се увеличава дотолкова,
че Г2 се отпушва. Прн това
през Дх гейтът на Т6 се шун-
тира към маса, така че Ге се
запушва н СД3 изгасва. Съще-
временио през Д2 се намалява
и гейтовото напрежение на 7'4,
той се запушва и СД2 също е
изгасен. Увеличеното при това
дрейново напрежение на 74 от-
пушва през /?9 транзистора Т3
и СДХ започва да свети. Отпу-
шеният Т3 поддържа ?4 и по-
нататък запушен, така че това
състояние на трнгера остава
132
запазеио и след отстраняваие
на върха на пробника от кон-
трол ната точка (Un отворен).
Следователно продължава да
свети или СДП или СД2 според
послед нот о индицирано логн-
ческо ннво; Щом иивото на £7ВХ
отиде отново в „забраиеиата об-
лает**, се отпушва, Tt се за-
пушва, а ГБ остава запушен.
При това гейтът иа Ze ие мо-
же да се свърже към маса нито
през Дх, нито през Д4, така
че СД3 започва да свети (заед-
но със СДХ нлн СД2!). Ако сега
входът UBT се свърже към ни-
во L, иа емитера на се по-
лучава отноентелно високо от-
рицателио напрежение. 7\ оста-
ва отпушен, а Т2—запушен.
През доиастройващия резистор
R" обаче травзисторът ГБ се от-
пушва и през Д4 дава накъсо
гейта ва Г6 (СД3 изгасва), а през
Д3—гейта на /д. В резултат Г3
се запушва, СДХ изгасВа, ако
преди това е бил запален, н
дрейновото напрежение на Т3
отпушва Г4, така че СД2 се
запалва (ниво L). Тъй като дрей-
новото напрежение иа Т4 на-
малява, спада и гейтовото на-
прежение иа Т3, когато (след
отстраняването иа пробника от
контролната точка с виво L)
Т-ь отново се запуши.
Резисторите Д10 и са
необходимн, за да се постигне
точно превключващо действие
на тригера въпреки различните
условия на задействуване от
двете му страни (влияние на ин-
вертора Гг) и точно съвпадане
иа праговете на сработване на
СД3 с точкнте иа превключва-
не на тригера. Последнего се
постига, като в зависимост от
състояннето на тригера (отпу-
щен или Г3, или Г4) или се
оказва евързан паралелно иа
/?п през СДХ н и по този
начни ефективната стойиост на
това съпротивление иамалйва,
или образува с Rn (в другого
състояние) делител иа напре-
жение и така се намалява гей-
товото напрежение за Г6. Ре-
гулираие на Д1о по начало не е
необходимо. То може да се на-
ложи, ако при опнсаиото по-
долу регулиране на R' и R" не
могат да се удовлетворят всич-
ки да дени критерии. Резистори-
те R’ н Д" трябва да бъдат ре-
гулнруеми, защото съществено-
то за действието на схемата
прагово напрежение UT на
използувания MOS транзистор
U 105D в отделяйте екземпля-
ри може да се колебае меж-
ду —3 и —6 V. За да се спазят
изключително мал ките коиструк-
тнвнн размери на пробника, след
настройката' на схемата R' и
трябва да>се заменят със съот-
ветните постояини резистори,
защото донастройка би била не-
обходима само при евентуална
замяна иа MOS транзистора. За
самата настройка входът Un
трябва да се свърже към плавно
регулируемо иапрежеине. При
О трябва СДХ да свети,
а СД2 и СДз да бъдат загасе-
ни. След това С/вх се повиша-
ва на—9 V и R" бавно се из-
мени, докато тригерът се пре-
включи (СДХ изключен, СД2
включен). После при (/вж==—2V
Rf се регулира така, че триге-
рът пак да се превключн (СДХ
включен). Прн това положевие
при бавио изменение на Un
между 0 и—12-7-----15 V СДхи
133
СД2 трябва винаги да се пре-
включват, когато при намаляра-
не иа иапрежението стойността
му стане точно—2 V и при уве-
личаване на напрежеиието стой-
ността му стане точно—9 V. Ре-
гулирането на R' и трябва да
се повтори няколко пъти последо
вателно, докато двете точки на
превключване съвпадиат с тези
стойности. При това СД3 тряб-
ва да свети в областа между—
1Дч~1,9V и —9,1ч—9,2V.
Ако се получават съществени
отклонения, може да се измени
Ri0. Този проверител показва,
че има правил но логическо ин-
во само тогава, когато СД3 е
загасен. Прн отвореии входове
на елемеити в проверяваиото
устройство (прекъснати връзки)
СД3 свети, защото на входа 478Х
посредством /?2 и R3 се поддър-
жа напрежение от забранената
облает. Ако от допряната кон-
троля а точка се подава импулс-
иа поредица, трнгерът на проб-
ника се превключва в такт с те-
зи импулси. Прн честотн над
около 30 Hz изглежда, че СДХ
и СДа светят одновременно, кое-
то именно показва наличие то иа
импулена поредица. Отношение-
то между иркостите на СДХ и
СД2 позволява доста. сигурно да
се разлнчават и грубо да се оце-
няват коефицентите на запълва-
не иа нмпулсите в областта меж-
ду около 1:20 и 20:1. При споме-
натото ограничение пробннкът
може да се използува н за ус-
тановяване на динамичнн про-
неси (като генерации в импулс-
|г<* геиератори) н удовлетво-
достатъчно изискванията
рю бите лиге.
3.2.4. Броячии декади
и делители на честота
В Следващите точки се опне-
ват броячни декади и делите-
ли на честота, изпълнени с най-
често използуваните за целта
типове ИС U 103 D, U 108 D,
U 112 D, както и специалиите
нитегрални броячи U 120 D до
U 122 D. Понякога обаче любите-
лят мо>це да използува за брояч-
ни и запомнящи схеми и други тн-
пове ИС, за конто не може да
намери друго приложение
(U 311D) или конто купува мно-
го изгодно (U 106 D). Подроб-
но описани такива схемии при-
ыери любителят може ла наме-
ри в [47], където са дадени бро-
ячнн декади с U 311 D (кръгов
брояч с 2 ИС U 311 D на
декада и с десетичен изход,
при което отпада необходимост-
та от дешифриращи схеми за
индикаторните цифрови ла мп и).
Те работят до около 500 kHz;
необходимият за U 311 D спе-
циален двоен такт (подробно
обяснен в [47]) може да се по-
лучи много просто и интересно
с един MOS транзистор SMY 51.
Освен това в [47] е показан бро-
яч за 1 MHz (1 ИС U 311 D
и 1 U 103 U на декада) с двои-
чен изход, към който може нв-
посредствено да се свързва опи-
саната в т. 3.2.4.4 индикатор на
схема. Други подходящи инди-
кзторни схемн могат да се на-
мерят също в [47].
В [48] са дадени броячни и
запомнящи декади (например за
междивна памет), изпълнени са-
мо с ИС U 106 D. За тях са
подходящи дешифриращи и ин-
дикаторни схеми като описани-
те по-нататък в т. 3.2.4.4.
134
32.4.1. Примери с ИС U 03 D
Разположението на изводите
и таблицата иа функците на ИС
U 103 D бяха вече показани
на фиг. 1.13. Принципната схема
на същата ИС на фиг. 1.10 е оп-
ростена от съображеиие за пре-
гледност и не съдържа наличии»
в тази ИС допълнителеи тактов
вход Т. Прииципът иа този RS-
тригер с такт (означаван поради
това още като RS—Т-тригер) мо-
же да се разбере при разг ле ж дане
на фнг. 3.21 и 3.23. Ако такто-
вият вход Т не е необходим, той
трябва да се свърже към инно
Н (маса). В такъв случай ИС
U 103 може да се използува
като обикновен RS-тригер. Както
е показано на фиг. 1.13, прн по-
даване на ниво L на входа R
изходът X(Q) се установява в И,
а при подаваие на ниво Ена входа
5, изходът X(Q)се установява в
L. Действието на тези входове
за установяване в двете състоя-
ния е независимо от тактовия
вход Г и е „с преднмство“ пред
това на тактовия вход, ако той
се използува. Чрез тези входо-
ве (краче 2 и краче 4 на ИС от
фиг. 1.13) е възможно например
да се установят в иачално по-
ложение (нулнране) всички стъ-
пала на броячни схеми незави-
симо от такта на броеие, пода-
вай на входа Т.
Освен това ИС U 103 разпв-
лага с два подготвителии входа
/? и 5 (крачета 10 и 0), конто
заедно с тактовия вход Т дейст-
вуват подобно иа схемата от.
фиг. 3.23 Подадените сигнали
оказват въздействие на нзходи-
те Q и Q чак при фронта H-L
на тактовия сигнал Т Подгот-
внтелните входове се отличават
по действие от разлежданите
дотук основии схеми. Техните
сигнали се подават в инвертн-
ран вид. Това е изразеио в таб-
лицата иа истиниост оу фиг. 1.13.
Тя показвт- поведението на U
103, когато се използуват под-
готвителните входове и такто-
вият вход. При тоза означена-
та с Хп колоиа показва състоя-
нието на изхода Q преди при-
стигането иа съответния тактов
импулс. Всеки ред от таблица-
та показва съответното съчета-
ние от сигнал н, по давани на
подготвителните входове R и S
преди пристигането на тактов
импулс. Тактовия т импулс въз-
действува чрез фронта си H-L
и предизвиква реакцията на из-
хода, дадеиа със съответното
състояние в колоиата X п+1. Как-
то може да се веди от табли-
цата и може да се очаква също
съгласно фиг. 3.23, изходното
ннво остава непременен© (Xй —
= Х'*1)гчахрато на дв^та под-
готвителии входа има инво L.
При сравнение с фиг. 3.23 оба-
че трябва да се има предвнд
инвертирането при подготвител-
ните входове! Неизползуваиите
входове Т, /? или X при U 103
трябва да се евърз-ат към ма-
са (Н), а неизползуваннте ехо-
дове R или 5*— към—13 V (L). С
тези сведения действието на то-
зи тригер е описано напълно.
Тригерът U 103 може да се
използува като делител иа чес-
тота. За целта неговият изход
Q се свързва с 5, а изходът му
Q— с R. Както следвч от табли-
цата на функциите иа U 103, в
135
Фиг 3.38. Схема на делител на често-
та с NC U 103 D
такъв случай всеки тактов им-
пулс Т превключва изхода в
Другого му състояние, защото
подадените сигнали на подгот-
вителните входове са се разме-
няли. На фиг. 3.38 е показан та-
къв делител с 4 стъпала. Из-
ходннят сигнал Q (нли също Q)
се използува като тактов сиг-
нал за следващото стъпало.
Устновиващите входове —Rt
и —3*4 с а свързаии към маса
и следователно не оказват въз-
действие. Подаваните на йхода
тактовн импулси с честота
/вх превключват Тгг с всеки
фронт Н-L. Така на изхода Qx
при всеки втори фронт на так-
та също се получава преход
Н-L, който се използува като
такт за 7га. Следователно след
Тг2 входната честота се иамаля-
ва 4 пъти н накрая след
7г4—16 пъти. След 16-ня в хо-
дей нмпулс всички тригерн
са отиово в изходното си поло-
жение. В този сн вид схемата мо-
да се използува както като
^Шп<ен делител на честота, така
НК го брояч (0—15). Входът Т
пр* ИС U 103 не е изпълиеи
точно според фиг. 3.23, както
опростено беше прието дотук.
Съществува едиа вътрешна, уп-
равлявана от фронта на такта
функция, която отговаря прн-
близително на начина на Дейст-
вие на схемата от фиг. 3.22. По-
даваната информация на подгот-
вителннте входове и «S' се въз-
приема от тригера само по вре-
ме иа прехода Н-L на такта н
входната информация, подаде-
на след завършваието на този
преход (когато на Т има ниво
L), не оказва никакво въздейст-
вие. Тъй като приетата от трн-
гера информация се получава
на изходите му с известно за-
къснение и поради това смяна-
та иа сигналите на подготвител-
ните входове става едва след
завършваието на фронта H-L
на Т, така разменените сигнали
не оказват никакво влияние вър-
ху поведението на схемата през
този такт. Следователно смяна-
та иа информ ацията въздейст-
вува елва при следващия так-
тов импулс. От гл ед на точка
на управлението чрез фроит по
тактовия вход производнтелите
предписват определена миннмал-
на стойност на стръмността на
136
Фиг. 3.39. Диодни схе-
мн И за обратна връз-
ка в делителя на често-
та от фиг. 3.38 с цел
получаваие на други
коефициентн иа деле-
ние:
а— аа «дител е 4 триге-
ра; б—за делител с 3 тси-
гера
BawtuBuodu SN32
ч/и Оиоден блок SAM № *45
10 f S-1
4*U103 о) №103
тактовия импулс (/Я£< 20|is).
При лоша форма на фронтове-
те на сигналите е възможно
евентуално ИС U 10В да не се
превключва. Ако пред входа на
първия тригер се включи фор-
мировател, изискването за
стръмността ще бъде изпълне-
но както за този вход, така и
за всички останали тактови вхо-
дове.
Често са необходими дели-
тели с коефициект на деление,
различен от осъгцествимия със
схемата от фиг. 3.38 коефициеит
на деление 2":1 (където п е бро-
ят i-a тригерите). Така напри-
мер един десетичен брояч (0—9)
още при 10-ия входен тактов
импулс трябва да достнгне из-
ходното си състояние. Това се
осъществява чрез допълннтелни
об ратин връзки. Броячнте се
управляват чрез входовете за
установяване в двете състоя-
ния и У, доту к неизползува-
ни в схемата от фиг. 3.38, при
това независимо от тактовите
импулсн. Любителите използу-
ват ИС U 103 предимно само
като делител на честота. 06-
ратните връзки, осигуряващи
коефициентн на деление, различ-
ии от 2я:1, се получават най-
лесно със схеми И, конто се
реалнзират по-евтино с диоди
вместо с интегра л ни логически
елементи И. Няколко примера
за такива вериги са иоказани
иа фиг. 3.39. Аноднте на диоди-
те се свързват към съответно
означените изходи на тригери-
те от схемата на фиг. 3.38, а
свързаннте общо катоди — към
показаните изводи и S на
тригерите (останалите такива из-
води остават свързаии към маса!)
Изходите, към който се свърз-
ват аноднте на диодите, се подби-
рат винаги така, че когато тряб-
ва да стане връщане иа дели-
тели към началното му състо-
яние, на всички аиоди иа диодн-
те в- схематачИ за обратна
връзка да се подава изходно ни-
во L. Във всички предишни
състояния пене един от тези
изходи има ниво Н и през съот-
ветния диод поддържа нивото Н
ив и 5. Чак щом всички ано-
дн получат ннво L, нивото на S,
респ. /?, също става L, в резул-
тат на което тригерите се пре-
включват веднага в изходно
състояиие. За реалнзнране на
коефнпиент на деление 10:1 (де-
каден брояч и делител) са необ-
ходими 4 ИС U 103, а за кое-
фицент 3:1 са достатъчни 2 ИС
U 103. На фиг. 3.39 са дадени
и два варианта за получаване
на коефнциент на деление 5:1.
3
137
Подробности за проктираието и а
такива обратим връзкн могат
да се намерят в [16].
S.2-4.2. Пример» с ИС U 108 D
ИС U 108 D е много изгодна
за приложение в любителската
Фиг. 3.40. Символично означение, раз-
положение на изводите и таблица иа
истинност иа двойни» JK-трнгер (тип
.управляващ-управлнван* U 108 D.
Най-важии параметри:
яяхраиваши вапреження—<7*=27_£ “
=13+°’| V; средна консумания—7 mA;
—7t=3 mA; изходно напрежение —^'изх^—Ю
V: —U <1,0 V; времена на закъснение
иэх Н "
t =400 ns; t „=450 ня; входни капаците-
ои off „
C„<Z)S5 »F С.х(Л ю
<6 pF; мжсимално входно напрежение за
входовете J и К U = —25+0.3 V; максимал-
но входно напрежение за входовете R, S и
Т 31+0.Я V
Чгтвр
к« аг J.
атв-иг и,а,кк
ггг120№кп№15К1312
=ЗППППППЛГ1ПП
ЕЗ U108D Н1
"Ь и и и и и и и и и U
t 2 3 k 5 6 7 8 ЗЮ 1f
32^2g2S2-Ut8StR,Tt3^2
Таблица на истинное™
на U1D8D
~L устонобява CL—L (й—Н)
i устанобяба Q.—L ((Г-Н)
практика. Тъй като в една ИС
се съдържат два тригера, изгра-
дените с нея устройства са ико-
номични от глецна точка на ко-
личеството използувани елемеи-
ти и опроводяване. Подготви-
телните входове (фиг. 3.40) / и
К тук са по два, като двата вхо-
да /и двата входа К са вътрешно
свързани в схеми И. Неиз-
ползуваните J или К вхо-
дове трябва винаги да се
свързват към ниво L (—13 V)!
Нензползуваните статично въз-
действуващи установяващн вхо-
дове R и 5 са свързани винагн
към ниво Н (маса). Чрез пода-
ването на сигнал L на някой от
тези входове тригерът може да
се установи независимо от так-
товия сигнал в желаното нзход-
но състояние. Входовете и5
са доминнращи (т. е. с функцно-
нално предимство пред всички
други). Това означава, че прн
ниво L иа един от тях входове-
те /, К и Г ие могат да’ оказ-
ват въздействие. Вътрешното
действие на този тригер (който
функцирнално представлява па-
ралелен тип на ТТЛ ИС D 172)
е малко по-сложио. отколкото
това на дотук описаните триге-
ри. Той се отиася към т. нар.
JK-тригери от типа „управля-
ващ-управляван“ (англ, master-
slave). J и К входовете действу-
ват върху първия („управлява-
щня“, англ, master—господар) от
двата следващи един след друг
вътрешни тригери, като при то-
ва този „управляващ* тригер
възприема подадеиия иа / и К
сигнал при фронта Н-L иа такта
и го запомни междинно. Изхо-
дът при това не се превключва
все още. Чак при следващия об-
138
ратей фронт L-Н на такта залом*
иената в „управляващия" тригер
информация се възвриема от
втория тригер (Иуправлявания“,
англ, slave—роб), от който се из-
ведени изходите Q и Q. При
тригерите от типа „управляващ-
управляван" ие са поставят осо-
бенн изисквания към минимал-
ната стръмност на фронтовете
на тактовия импулс. Устаковя-
ващите входове и 5 влияят
както на „управляващата", така
и иа „управляваната" част на
тригера. Таблицата на нстинност
от фиг. 3.40 показва какво съ-
стояние приема изходът Q след
изтичането на даден такт в мо-
мента tnl, ако преди започване-
то на тозн такт в момента t"
на входовете J и К е им ал о да-
дената в съответния ред на таб-
лицата комбинация от сигнали.
Ако /=К=Н, тригерът не из-
мени състояннето си и следова-
телно запазва предишиото си по-
ложение. Когато /=L, изходът
Q се превключва при следващия
такт ва L и остава в това по-
ложение и при слел.ващите так-
тове, докато комбинапията на
J и К не се измени междувре-
менио. Същото важи по принцип
и за входа К (т. е. при /<=L
изходът Q=H). Интересен е по-
сле дният ред на таблицата на
нстинност: когато и на двата
входа е подадено ниво L (У—
= /f=L), след изтичането на так-
та тригерът заема положение,
обратно на това, в което е бил
(изходът Q приема състояннето
на изхода Q и обратно), т. е.
той се превключва, при това при
всеки нов такт! Следователно,
когато на всички входове Jh К
има ннво L, този тригер може
да се използува непосредствен©
като двоичен делител без до-
пълнителни външни обрати и
връзки от изхода към входа,
квквито бяха необходимы за
1/103. Тъй като изходът Q (или Q)
на единия от тригерите в една
ЦС U 108 може да се свърже
непосредствен о с тактовия вход
на другия тригер от същата
ИС, само с една ИС и с мини-
мален брой външни връзки мо-
же да се осъществи коефицн-
ент на деление 4:1. Следовател-
но с тази ИС много просто мо-
гат да се реализират делители и
броячи, като н тук чрез подхо-
дящи обратии връзки между
тригерите могат да се постигнат
коефнциенти на деление, разлн-
чаващи се от 2я: 1. При това
благодарение иа използуването
иа подготвителните входове /и
К в зависимост от прилагания
метод и предназначението на
схемата тя може да се реалнзи-
ра особеио изгодно. Възможни
са и обратни връзки чрез нзпол-
зуването на директиитвустановя-
ващи входове и 5. Трябва да се
нма пред вид обаче, че състояние-
то R=S= L не е допустимо, защо-
то то бн Довело до състояннето
Q=Q=L със следващо връ-
щане в едно неопределимо от-
напред положение.
При делителите и броячите с
JK-тригери трябва да се разли-
чават синхронен и асинхронен
режим иа работа. (Подробиостн
могат да се намерят в [23] и [24].)
Най-често при тригерите, рабо-
тещи в асинхронен режим, оп-
роводяването е по-просто. При
тях изходният сигнал на даден
тригер се използува като такт
за следващия тригер, което оз-
139
Фиг. 3.41. Асинхронен делител на че*
стога за различии коефнциенти на де-
ление с ИС U 108 D
-*
иачава, че всичкй тригери се
превключват един след друг (нз-
местени във времето с тяхното
време за вътрешно закъспение).
Показаната на фнг. 3.38 схема е
пример за такъв режим на рабо-
та. Подобна схема може да се
осъществи и с ИС U 108, обаче
тя има недостатъка, че прн нз-
ползуването йкато брояч край-
иото състояиие („истинското"
броячно състоянне) прн даден
брой импулси се установява едва
кога-э всички тригери в брояча се
исключат един след друг.
''ЛИувременно на изходите се
пЛ^ават късн „фалшиви" сиг*
иали, конто могат да окаэват
смущаващо въздействие, ако се
обработват по-нататък заедно с
„нстннскнте" сигналн. За любн-
телите обаче това иай-често е
без значение, както н не играе
иикаква роля при схемите на де-
лители на честота.
На фиг. 3.41 е показана схе-
ма на асинхронен делител иа че-
стота във варнанти за различ-
ии коефнциеитн на деление.
Естествено коефицнентнте иа
деление 2:1, 4:1 и 8:1 не изиС'
кват никакви обратни връзки.
Схемите за останалнте коефи-
циенти цо 10:1 са дадеин на
тазм фигура. Устаиовяващнте
входове S’, към конто тук вина-
ги се подават сигналите за об-
ратна връзка, са свързаии нор-
мално през 30 к й към ниво Н
(маса). Щом като прн желания
коефнциент на нзхода се получи
ниво L, от този преход Н-L чрез
коидеизатора 33 pF се получава
един къс диференцираи установи
ващ импулс, който така пре-
включва трнгерите, че се преска-
чат иеобходнмият брей броячни
стъпки (започващи от 0). Тъй
като ИС U 108 съдържа по 2
тригера, за всяка от показаните
схеми са необходими максимал-
ио 2 ИС. От тези основнн схе-
ми любителят може да направи
делител на честота с пре-
включваем коефициеит иа деле-
ние,като осъществн възможноет
за превключваие на входовете
S иа съответните тригери меж-
ду маса и веригата за обратна
връзка (извода от общата точ-
ка на резистора 30 кй н анода
иа днода). Рвзбира се, на съгция
принцип могат да се получат и
други коефициенти на деление
до максимално 16*1 (с 2 ИС).
140
Всички показами схеми могат да
се използуват и ай-ма лк о до
450 kHz. Асинхронно работещи-
те схеми са винаги „по-бавни“
от синхроините делители!
За по-високн честотн и изоб-
що за броячыя стъпала, чиито
резултатни сигнали трябва да се
обработват по-иататък (в инди-
каторнн оргаии и др.), са не-
подходящи синхроините делите-
ли, въпреки че те изнскват по-
голямо опроводяваие и понякога
допълнителнн логически елемеи-
ти. На фиг. 3.42 са показани при-
мери на синхронии делители на
честота. Тяхната отлнчителиа
черта е това, че входният сигнал
(тактът Т) се подава паралелно
едновременно на всички тригери,
с което всички тригери се пре-
включват заедно. При това кой
тригер трябва да се превключи
Фиг. 3.42. Синхронен делител на често-
та за различии коефицненти иа деле-
ние с ИС U 108 D:
а — з« коефнциент 2:1; 6 — често използу-
ванн коефициентн на деление; в— таблица на
функкинте
и кой—-не, се определи от на-
чина на свързване иа входовете
/ и изходите на отделяйте
стъпала. Следователно при сии-
хронните делители и броячи
входовете R н 5 не се използу-
ват (нли при броячите се изпол-
зуват само за иулиране или за
устаиовяване в о пре делено пред-
варите лио състояиие). Примерь т
от фиг. 3.42 а за коефнциент на
деление 2:1 е даден само за
поясняване на правилното свър-
зване на всичкн неизползувани
входове. На фнг. 3.42 б са даде-
ни няколко често необходими
схеми на делители, а други та-
кива могат да се намерят в [23].
В тригерите от фиг. 3.42 б двата
наличии входа J, респ. К, трябва
винаги да се свързват паралел-
но. Възможно е освен това да се
нзбягнат дадените допълнителнн
елементи И (U 107) при схемите с
коефициентн 5:1 и 6:1, като про-
води ицыте към двата входа на
тези елемеити се свържат ди-
ректив към входовете /(респ. АЭ'
на тригера, към който е св^р-
141
Фиг. 3.43. Броячна декада с 4 ИС U
103 D
зан изходът на премахваиня еле-
мент. Неиужните входове 7? и «S'
са свързаии към маса. Когато е
необходимо, за следващнте де-
шифриращи схеми, освен от
изходите Q на тригерите може
да се взема сигнал едновремен-
но и от инвертиращите им из-
ходи Q. Както се вижда от да-
дената таблица, схемите могат
да работят до максимална вход-
иа честота между 1,6 и 2,2 MHz,
която е значително по-висока,
отколкото при асивхронните
броячи. Получаваните комбина-
ции от сигнали на изходите на
схемите от фиг. 3.42 отговарят
по принцип на стандартизирана-
та двоична форма иа предста-
вние на числата — т. иар. „код
BCD“, и могат по-нататък да се
дешифрират (например за де-
сетични цифрови индикатори).
Следователно описаннте в т.
3.2.4.4 дешифраторно-индикатор-
ии схеми могат да се свързват
непосредствено към изходите на
тезн делители, прн което делн-
fMTe могат да се използуват
X) броячи с десетична цифро-
нндикация. Пълната таблица
кода BCD се обяснява по-
късво прн съответните ТТЛ
броячни схеми. При сравнение
на двата типа схемн трябва да
се има пред вид, че поради раз-
личите видове логика нивото L
в таблицата за ТТЛ схеми тряб-
ва да се чете Н за MOS схемн
и обратно. Таблицата иа
фиг. 3.42 в дава комбннациите
от сигналн на неннвертнращите
изходн на отделимте тригери
прн съответните броячни стъп-
ки в код BCD.
На фнг. 3.43 е показана схе-
ма на декаден брояч, който за-
едно с описаната в т. 3.2.4.4
дешифраторно-индикаторна схе-
ма може да се използува като пъл
на броячна декада. Тук разде-
лящите диодни схеми И във
веригите за обратна връзка се
прнлагат както в схемата от
фиг. 3.39 н въздействуват вър-
ху подготвителните входове.
Броените импулси се подават на
тактовия вход на първия тригер.
На изхода QD на Тг4 се полу-
чава пренос към една следваща,
изградена по съхция начин бро-
ячиа декада. Тази следваща бро-
ячна декада ще брой следова-
телно десетиците и т. н. Чрез
подаване на ннво L иа общата
шина, към която са свързаии
всички входове R, могат да се
превключат всички тригери в
изходно състояние (отговаряЩо
на цнфрата и0“). Показаният
превключвател за „нулнране“ е
свързан общо към всички на-
личии броячнн декад и. За едиа
броячна декада са веобходими
4 ИС U 103 D н дешифраторно-
индикаторна та схема от фиг. 3.50.
В схемата от фиг. 3.44 обратни-
те връзки за скъсяване на бро-
ячння обхват от 16 на 10 са реа-
лизирани с диоднте и Д кДг
142
подготвителния вход иа Tzt и
чрез директно свързване към
входа J на Гг2. Всички остана-
ли подробности отговарят на
схемата от фнг. 3.43. Разбира
се, схемата от фиг. 3.44 мо-
же също да се използува като
делител на честота 10:1, но ие е
пеказаia специалчо при случай-
те от фиг. 3.42, защото тя не
представлява синхронен делител.
jT J?
Rj
/4 13 12 11 Ю 3 8
U112H
-I* 10mA
U l_J U EJ J_i ’ L_J
1 Z 3 k 5 0 7
32.4.3 Примеря с ИС U 112 D
За да се осъществят делители
на честота с голям коефициент
на деление, каквито са необхо-
дими особеио в електронните
музикални инструменти, геиера-
торите на еталонни честоти и
кварцово управляваните цнфрови
часовници, трябва да се свър-
зват един след друг много три-
гери. Затова е разбираем стре-
межът да се интегрират в едиа
ИС колкото е възможно повече
тригери и да се свържат тези
трнгери вътрешнокато делител.
Специално за такива цели е съз-
дадена ИС U 112 D. На фиг. 3.45
са показали вътрешната схема и
разположението на изводите,
Фиг. 3.44. Броячна декада с 2 ИС U
108 D
-13V
2»V1Q8D J!tJrSAY12+32
Фнг. 3.45. Разположение на изводите н
параметри на ИС U 112 D -7-кратен
двоичен делител
както и най-важните работыи па-
раметри иа тази НС. Входната
честота може да бъде до
125 kHz и затова тази ИС е
подходяща за преобразуваие на
стандартната кварцова честота
100 kHz. По-подробно описание,
всички параметрн н указания за
приложението на тази ИС могат
да се намерят в [25]. Фиг. 3.45
показва, че ИС съдържа общо
7 тригера, от конто 3 са отдел-
ни, а останвлите са свързаии по
2 последоЕгателио. За да се ог-
раничи броят на изводите и за
по-просто опроводяване, при тези
трнгери е „пропуснато" (ие е
изведено на външен извод) вснч-
ко което ие е нужно за предвиде-
иата цел на приложение (делител
на честота). Затова тези ИС цмат
само по един изведев изход на
тригер (при това неинвертира-
иият изход) и освен това е из-
веден тактовият вход на всеки
тригер. Установява щи, нулнра-
щи и подготвителии входове не
са изведени. Интегрнраните три-
гери се държат подобно на JK-
тригер с отворени входове. Сле-
дователно те се превключват
прн всеки тактов импулс на вхо-
143
Фиг. 3.46. Делител на
честота в отношение
10:1 с ИС U 112 D
7г, —Гг,—U !1» U
ЛГ, —Л/i-l х U 107 D
Д —SAY 11-32
да им. Изходите и входовете с а
съгласувани помежду си, така
че отделните тригери в такава
ИС могат да се свързват
един след друг в произволна
последователност (като се има
пред вид, че двете двойки са
свързани вътрешно). Тъй като
това са тригери, управляванн от
фронта Н-L на такта, трябва да
се вннмава първият трнгер от
така получения делител да се
управляв а с импулси с доста-
тъчно стръмии фровтове. В то-
ва отношение и тук важат обяс-
иеиията за ИС U 103. Чрез не-
посредствен» свързване на вхо-
дове с изходи е възможно всич-
кнте тригери в тази ИС да се
включат последователно. Сле-
дователио с едиа tylC може да
се постигне максимален коефн-
циент на деление 27:1 = 128:1,
като същевременно от междии-
ните изводи могат да се полу-
чават честотн, отговарящн на
коефнциентите 2:1, 4:1 н т. н.
Тъй като не се разполага с уста-
повяващи или подготвнтелни
входове, за да се получат кое-
фнциенти на деление, различава-
щн се от 2" : 1 (с п = 1,..., 7),
трябва да се използуват специ-
алии „похвати". Следващите
фигури показват съответни при-
мерн за иай-често необходимите
в лн1бнтелската практика коефи-
на деление.
фнг. 3.46 е показан дели-
теле отношение 10:1. Обратна-
та връзка се осъществява, като
се взема и диференцира фрон-
тът Н-L иа изходния импулс
(диференцираща трупа 47 pF,
100 kQ). След това е необходи-
мо инвертираие на този сигнал
(ЛЕ^, кат0 съответиият елемент
И—НЕ е от ИС U 107 D, която
съдържа и остаиалите елемеити
ЛЕЛ — ЛЕ3 (фиг. 1.16). ЛЕ3 слу-
жи за формнраие на импулса
(получаване на стръмнн фронто-
не). ЛЕ1 и ЛЕ2 осигуряват не-
обходимою предварителио уста-
новяване на тактовите входове
на Тг2 и Тг3 за получаване на
коефнциент на деление 10:1.
Както се вижда, в този случай
в ИС U 112 D остават неизпдд-
зувани още 3 тригера, които мо-
гат да се използуват в друга
делителиа декада. От особен
интерес за любителската прак-
тика е възможността с една
ИС U 112 D да се дели често-
та в отношение 100:1. Такава
схема е дадена на фнг. 3.47.
Тъй като сега е необходим един
елемент И в повече, се използу-
ва неинвертиращият изход (И)
на ЛЕ4 от ИС U 107 D. Необ-
ходимого и тук предварителио
отрицание с цел пестене на IIC
се реалнзнра по-изгодно с един
MOS транзистор SMY 50 (7\).
Ако са свързанн повече такива
делители един след друг, необ-
ходимее Т\ могат също да се
обединят в една ИС (SMY 51 за 2
144
Фиг. 3.47. Делител на честота в отно-
шение 100:1 с ИС U 112 D
— ЛЕ.— 1 X и 107D
Г, — SMY 50 (SMY 51; «/• SMY 51; ’/. (J 105 D)
Д— SAY 12-32
отрицания, U 105 D за максимал-
но 6 отрицания).
На фиг. 3.48 е показан делн-
тел 60:1. В случая един от трн-
герите на U 112 D остава не-
използуваем и може да се из-
ползува другаде. За инвертира-
не отново се използува 1 еле-
мент И-НЕ, за следващото фор-
миране на импулса н за вентил-
ното пропускане на такта — 2
елемеита И от ИС U 107. Ако
се конструират два такива де-
лителя, възможно е да се из-
ползуват по 2 елемеита И от
тази ИС U 107, а необходимите
отрицания да се осъществят
както в схемата от фиг. 3.47 с
едии SMY 51. Това важи също
за делителя 6:1 от фнг. 3.39.
Когато той се нзпълнява два
пъти, могат да се спестят дори
Фиг. 3.48. Делител на честота в отно-
шение 60:1 с ИС U 112 D
2 НС. От фигурата се внжда,
че за всекн такъв делител са
необходими само 3 от съдържа-
щите се в U 112 D 7 тригера,
за елементите И на дНата де-
лителя също е достатъчна
1 ИС U 107 и за двете отри-
цания— 1 SMY 51 или общо са
нужни само 3 активни елемеита.
Освен това в любителските
устройства дибдите в схемите
от фиг. 3.46 до 3.49 могат да
отпаднат, ако за инвертиране
се използува MOS транзистор
(тнп SMY или U 105) и днфе-
ренциращият коидензатор е не
по-голям от 47 pF. Стойността
на този коидензатор е във връз-
ка само със стръмността иа
фронтовете на импулейте от из-
хода на тригера, но не и с из-
ходната честота, порадн което
дори при много ниски нзходии
честотн (в секундния или мниут-
ния обхват) тя не трябва да бъ-
де по-голяма! Повече сведения
за делители с U 112 D, включн-
телио с други коефициенти на
деление, има в [25].
10 Интегралнн схеми
145
3/7UH2I)
Фиг. 3.49. Делител на честота в отно-
шение 6:1с ИС U П2 D
3.2.4 4- Дешифраторно-ииднкаториа
схема за MOS броячии декади
с цифрови лампи
При броячните декади от опи-
сания вид цифрата, която тряб-
ва да се изобрази, е в кодирана
форма като комбинация от из-
ходните снгнали на отделните
тригери иа декадата. 11а
фиг. 3.42 в са дадени кодовиге
комбинации за цифрите 0ч-5.
Декад ните броячи изискват 4
тригера и следователно на раз-
положение са 4 нзходни сигна-
ли, чиято комбинация отговаря
иа достигнатата броячна стъпка
н на цифрата, която трябва да
се изобрази. Това съответствие
е известно като „код BCD“ илн
„код 1-2-4-8“. Този код е стан-
дартен за повечето устройства
н системн и е валиден и за ТТЛ
техниката (могат да се реализи-
рат и други кодове, непредстав-
ляващн интерес за любителите).
За да се преобразува ВСЁ) -
сигналът от код BCD в десе-,
тична цифра, най-често са необ-
ходими значителни по обем ло-
гически схемн. Освеи това тези
схеми зависят от използуваната
индикаторна система. В люби-
те лската практика като индика-
Сза MOS броячите се нз-
>гват предимно цифрови
и с тлеещ разряд, защото
изискващите високн захранващи
напрежеиия MOS устройства са
снабденн със захранващи бло-
кове, от който може да се из-
веде подходяще захранващо на-
прежение за цифровите ннднка-
торнн лампи с тлеещ разряд.
Затова тук е описана една срав-
нително икономична от гледиа
точка на веобходнмите елемен-
ти дешифраторно-индикаториа
схема за управление на цифровн
инднкаторни лампи с тлеещ раз-
ряд. Други вндове управляващи
схеми и съответните иидикаторни
елементи за MOS техниката са да
дени в [28]. Тук се предполага, че
действието на цифровите лампи с
тлеещ разряд е известно (то е
описано в [1]). Необходимнте за
тези лампи високи напрежеиия
не могат да се превключват не-
посредствеио с MOS ИС, така
че по принцип най-напред е не-
обходим по 1 транзистор с до-
статъчио високо допустимо об-
ратно напрежение (най-изгодни-
ят по цена е транзисторът
SS 200) на всяка изобразявана
цифра. На фиг. 3.50 е показана
схемата на едно такова деши-
фраторно-иидикаторно устройст-
во. Всеки транзистор SS200
включва един от катодите на
цнфровата лампа — т. е. по ед-
на цифра. За да се избегне ед-
новремеиното „мъждукане“ на
невключени цифрн и за да се
облекчат запушените транзисто-
рн по отношение на обратното
напрежение върху тях, венчки
колектори са свързани през
100 kQ към едио спомагателно
напрежение +50 V, което не е
нужно да бъде особено стаби-
лизнрано. Цифровата лампа мо-
же да бъде от всички достъпнн
146
Лота. т’ц кЯ *с, 52 I *Е' I Л5? кП
Z570M 2 !0 220 г.2 47
Z566M {5 S.1 82 0,820 47
Z568M 5,5 7,5 68 . 0,680 33
Z5S0M 15 27 270 2.7 100
Фиг. 3.50. Дешифраторио-индикаторио
устройство с инднкаторни цифрови лам-
пи за MOS броячните декади от
фиг. 3.42, 3.43, 3.44 и 3.51
типове, като за най-широко раз-
пространеиите типове на фиг.3.50
са дадени съответните за всеки
тип лампа стойкости на съпро-
тивлеиията в схемата. Стойност-
та на аиодното съпротивление
/?л е за аиодно напрежение (ми-
нималка стойиост) 150 V. При
по-високи напрежеиия /?л тряб-
ва да бъде съответно по-голя-
мо. За преизчисляването на
трябва да се използуват даде-
ните стойности на катодиня ток
за съответните лампи, конто не-
пременно трябва да се съблю-
дават. Стойностите на RB, /?си
RE също трябва да бъдат съг-
ласно таблицата. Възможно е
спомагателното напреЖеине
4-50 V да се получи от захран-
ващото * аиодно напрежение
(4-150 V или по-високо) чрез
прост делител на напрежение,
токът през който обаче трябва
да бъде иай-малко около 2—
3 mA. Този делител може да
бъде общ за всички цифрови
лампн и инднкаторни блокове в
дадено устройство.
За да се декодират BCD-снг-
иалите, е необходимо изходите
иа тригерите да се свържат та-
ка, че да бъде отпущен винаги
само един от транзисторите,
включващи катодите па лампата.
В подобии дешифратории схеми
се спестяват значите ли о коли-
чество елементи — особено дио-
ди, ако наред със сигналите от
правите изходи на брояча QA —
Qd се разполага същевременно
с инвертнраните изходин сигна-
ля Qa -г- Qd. Изградените с три"
герн U 103 или U 108 броячии
схеми съгласно фиг. 3.42 до 3.44
предлагат възможността за ед-
147
повременно вземане на неинверти
рани и инвертирани изходни сиг-
нали При декадиите броячи това
изисква по 8 проводника от бро-
ячната декада към индикаторния
блок. В любителската практика
това е приемливо, защетв всички
блокввеса разиоложени блиакв
един до друг. Приложената в
устрвйството от фиг. 3.50 де-
шифраторна схема е отиосител-
но проста, защото транзистори-
те SS 200 се управляват едно-
временно по база и е митер. Еми-
терите се управляват чрез до-
пълнителни транзистори, чийто
емитерен резистор /?^е такаораз-
мерен, че на емитерите им да
има — 8 V. Вснчкн транзистори
с а поставени в такъв режим, че’
могат да се управляват по база
иепосредствено от изходите на
MOS елементи. През резистора
прбтнча катодиият ток иа
цифровата лампа към MOS за-
хранващото напреженне — 13 V.
Входовете QA — QD н QA — Q&
на схемата се свързват към съ-
ответните изходи на броячната
декада. Когато иесе ннднцнрат
вснчките 10 цифри, иеизползу-
ваните катоди се оставят сво-
бод ни. В такъв случай свърза-
ните към тях елементи ,(транзн-
стори, диоди, резистори) отпа-
Дат, както отпадат и съответ-
ннте входове Qc и QD, ако та-
кива броячни изходи няма. Раз-
бира се, тази дешифраторно-
индикаторна схема може да се
използува само с MOS броячни
схеми от описания вид. Ясно е,
че нндикатори с повече цнфро-
в аЛЬзреди изискват много по-
‘^Вслементн. Например един
6-^Иреден десетичеи брояч мо-
же да се реализира с 6 декади
по фиг. 3.44 и 6 индикаторни
схеми по фиг. 3.50. Това означа-
ва, че за целта ще бъдат иеоб-
ходими 12 ИС U 108 (или съг-
ласно фиг. 3.43 24 ИС U 103),
както и 72 транзистора и 42 ди-
ода. Значително опростяване
може да се постигне само със
специални MOS ИС с висвка
степей на интеграция, каквито
с а споменатнте в следващата
точка специалнзиранн ИС. Тях-
ната цена е съответно относи-
тел но висока, обаче освен зиа-
чително опростено опроводяване
те предлагат цял ред други пре-
днмства (някон от конто нямат
никакво значение за любителска-
та пракика). За раз лика от ТТЛ
техниката обаче в MOS серинте
не съществуват отделни дешиф-
раторни ИС! При броячите н ин-
днкаторните блокове от фиг 3.44
н 3.50 често могат да се нзпол-
зуват много евтиннте елементи,
продавани за любителски цели.
От моитажна гледна точка най-
рацибнално е броячната декада
и съответиата й дешифратора
схема да се разполсгжат на една
растерна платка, като образ уват
един конструктивен възел. Така-
ва комплектувана броячна и ин-
дикаторна декада освен изводи-
те за захранване (маса, —13 V,
—27 V) има само един броячен
вход, един изход за пренос (към
броячния вход на следващата
декада), един вход за общо'иу-
лнраие на всички декади и 10
извода към катодите на съот-
ветната, отделно монтирана циф-
рова иидикаторна лампа. Анод-
нинт резистор 7?^, както и спо-
магателиите резистори 100 kQ
между катодите и +50 V (вж.
фиг. 3.50) е по-добре да се мои.
148
тират иепосредствено под цокъ-
ла на ламлата, така че провод-
ниците за +150 V и +50 V да
се подвеждат само към лампи-
те, но не и към платките.
3.24.5. Броячно-запвмнящи
ИС L 120 D до U 122 D
За да се намалят значнтелно
разходите за броячни декади >т
описания по-напоед вид, са съз-
дадени ИС с висока степей иа
интеграция, конто съдърж-ат по
4 броячни, респ. запомнящи
клетки. Те могат да се изпол-
зуват за реализираието иа раз-
личии по обем броячи, при това
работещи както в права, така
и в обратна посока (реверснвни
броячи) и съдържат освен това
междинна памет, дешнфратори
с различии изходи и редица дру-
ги помощни функции. Описание-
то на тяхиото действие и об-
ластите иа приложението им
излиза далеч извън тематиката
на тази книга, така че тук мо-
же само да се посочи литера-
тура върху тези ИС, конто в
блнзкото бъдеще ще представ-
ляват интерес и за любителнте
Едно много обстойно описание
натрите типа U120D, U121D’
И122Эможеда се намерив [26].
Много прнмери иа приложение на
тезн ИС с различно предназна-
чение и с различии индикаторни
елементи (включително 7-сег-
ментни) има в [28].
ИС U120 D прсдставлява дека-
+9).
деи
Тази
ячиа,
брояч (броячна облает 0
на.
ИС има три части — бро-
запомняща и дешифратор-
Броячната
част има входове
зачброячеи такт Т, за превключ-
броене и
ване на посоката на
за спиране на брояча, входове
за предварително установяване
иа брояча в иякакво желано
състояние (записваие на иякак-
во число), вход аа нулиране и
изход за пренос. Състоянието
на брояча в код BCD се преда-
ва в съдържащата се в същата
ИС запол^няща част или директ-
ио, илн по команда отвън. Въз-
можно е също изх»Дите да се
блокират. Изходите с а предна-
зчачени за десетична индикация.
ИС U 121 D е изградена по съ-
щия начни, обаче има изходи,
предназначена за управление ыа
7-сегментна цнфрова инднкатор-
на система. Те позволяват и
допълнително получаване иа сиг-
нали за състоянието на брояча
в код BCD. Областта на брое-
ие на ИС U 122 D е от 0 до
15, като изходите й дават сиг-
нале за състоянието на брояча
в код BCD, при това същевре-
менно н инвертираиите им стой-
ности, а всички останали функ-
ции отговарят на вече спомена-
тите.
Разделянето на броячна част
и допълнителна памет има пре-
димството, че при необходимост
иа изходите остава на р азполо-
жение последното запомнено
състояние на брояча, даже ако
междувременно в брояча са сте-
нали други процеси (смяна на
посоката на броене, нулираие,
получаване на някакви междии-
ии неинтересуващи ни резулта-
ти и т. и.). Всички ИС са из-
готвеии в едиакви 28-изводни
пластмасови корпуси от типа
DIL. Броячите могат да се нз-
ползуват до входиа честота
500 kHz. В [26] и [28] освен
сведеиията на производнтелите
149
за тези ИС са даденн примерим
схемн с тях с Дании за външнн-
те елементи при различии при-
ложения н различии индикатор-
ни елемеити. Тезн типове ИС
са предназначени особено за
внсококачественн цнфровн бро-
ячни и измервателнн устройства.
Тяхното използуване от Люби-
тели изисква известии минимал-
ни теоретнчнн и практически
познания за действието и проек-
тирането иа по-сложнн логичес-
ки схеми, поради което може
да се препоръча само на по-на-
предналня любител.
3.2.5. Прост електронеи
кварцов часовиик
с MOS ИС и цифрови
индикаторнн лампн
Любителите често недооце-
няват разходите за едни „квар-
цов часовиик". Също така често
с а погрешим представите за по-
стижимата точност на един та-
къв часовиик, осъществен с
любителски средства прн раз-
умни разходн (за точността вж.
т. 4.8.1). Като еталон за време
се използува един кварцов ста-,
бнлизиран генератор. Честотата
на този генератор се избнра от
гледна точка на това, какъв
кварц може да си достави лю-
бителят, като най-често тя е
10Q kHz (за MOS схемн) или
1 MHz (за ТТЛ схеми). Следо-
вателно най-напред е необходи-
мо да се осъществи деление на
честотата в съотношение понё
105:1 (5 десетични делителя).
К л да се получи необходн-
като такт едносекундеи
лс. С „нормален",поне 4-раз-
реден десетичен брояч се броят
секуидиите или получеиите чрез
по-нататъшно деление минутнн
импулси, като състояннето на
брояча се индицира. Вижда се,
че тук се използува комбинация
от всички блокове, конто бяха
разгледани в т. 3.2.4, като не-
обходнмият брой от тези блоко-
ве обуславя общнте, във всич-
кн случаи значнтелнн разходи.
Съществуват схемотехнически
възможности чрез специално
избрани съотиошения на деле-
ние да се спестят някон отдел-
ки тригери в делителя иа квар-
цово стабилизнраната честота,
както н да се намелят още по-
вече разходите чрез използува-
нето на специално произвежда-
ннте за часовницн кварцове
(16,384 kHz илн 321768 kHz),
при което са достатъчни отио-
снтелно малко делителни стъ-
пала с коефицнент 2”: I, т. е.
без обратим връзки. Реалнзира-
ните по този начин нкономии
са все пак малки н освен това
любителят едва ли може да си
достави от спомеиатите специал-
ни кварцови елементи. Основ-
ната част от разходите в такъв
часовиик се дължат на брояч-
ните и индикаторните стъпала.
Ето защо нан-напред трябва да
се реши въпросът, засягащ це-
на та — дали любителят ще се
задоволи с 4-разредиа индика-
ция (часове и мннути) нлн ще
иска разширена 6-разредна ин-
дикация с показване и на секун-
дите.
Разгледаният тук вариант е с
минималки разходи и без осо-
бени приспособления за удобна
експлоатация, и за любителите
представлява един разумен ком-
промис между разходи и полза.
150
100 1
«Ззрц •
/Ш? 3_J5pF I Делимы Г
1—1QFH* т п
ЧНЯяА
Делителя
100 -1
КО^ЗЗОк
Генератор
й?х
3]tfV№D Ufel--------•№--------
i*umn
2*U1O7D
1*SMY51
Часове- Часове-
ftlMffll Бр$ Бр3
(вБСотБр,} 1*01080 2*01080
2*SAY&32
Фиг. 3.51. Пълна схема на прост елек-
тронен кварцов часовиик
На фнг. 3.51 е показана схемата
иа този вариант на кварцов ча-
совинк с 4-разредна индикация,
която е с. минимален брой еле-
менти и опроводяваие. Тук не
с а разгледаии по-натат^шии оп-
ростявания иа схемата чрез из-
ползуването на ннтегралните
броячи U120—U122, още пове-
че, че в такъв случай цеиата
на схемата едва ли ще се по-
нижи. Схемата от фнг. 3.51 нз-
исква общо 17 ИС и 37 тран-
зистора, от конто 2 MOS тран-
зистора. В това число не с а
включеии обаче разходите за
токозахранването. Захранващият
блок трябва да осигури необ-
ходимее иапрежения за MOS
ИС, както и захранващо иа-
ДелителШ делител Е
100Д
^Таш-ыинути
^Тд-Т^
1*01122
IxUlOJff
IxSMYSO
Мтути,-
eiwuyu
Йи^У*.
[вЙИ-Р ।
Дд .....
Нцуути-
десетица
[fi©AJ? ।
Др , I 1
Р^А5/ч||
I *п?
| В-1 ,
XT1S
гд.
।
БВхл
К,
WQk
I %-Vw
ijfii
Вр,
r/ivmn
fzUttBB
Bp,
г^отв
Z*SAYI2t3Z
%
X
прежение за четнрите цифрови
индикаторни лампн с тлеещ раз-
ряд, но иначе няма иякакви
специални особености (захран-
ващи схеми за MOS устройст-
ва вж. в т. 2.4.2). Трябва обаче
да се спомене едиа трудност
при всички кварцови часовници:
при отпадане на захранването
(даже при спадане на захранва-
щото напрежение за съвсем
кратко време) възникват греш-
ки при броенето, конто могат
да дадат в резултат напълно
погрешни броячни състояния и
оттай — грешии показания. Ко-
гато прн това се получат аб-
сурдни показания за времето
(например „59 ч. 63 м.“) греш-
ката се забелязва, но по-лошо
е, когато грешиото псказаине е
допустимо (например само в
минутите) и не може да се за-
151
бележи. Ето защо кварцовите
часовници нли трябва да се
снабдяват с аварийна батерия,
което за едии MOS часовник
едва ли е оправдано), или (кое-
то от гледна точка на разходй-
те е по-разумно) трябва да се
примирим с грешките при отпа-
дане иа захранването и да се
погрижнм за сигурен иачин за
сигнализиране иа грешката или
още по-добре за пълно нзключ-
ване на часовника прн такъв
случай. Ако се предннди аварий-
на батерия, освеи една напълно
електронизирана бързодейству-
ваща превключваща автоматика,
би бил необходим и трансвер-
тор за осигуряване иа високото
захранващо иапрежеиие на нн-
дикаторнвте лампи.
От съображения за преглед-
ност в схемата на фиг. 3.51 не
е включен блок за сигнализация
при отпадане на захранването.
При включването на такъв блок
захранващата схема (захранва-
щн напрежеиия — и —£72 за
MOS ИС) трябва да се снабди
с много голе ми иатрупващи и
филтрнращи кондеизатори, така
че захранването на часовника да
може да се поддържа при от-
падане на въишното захранване
поне за около 0,4—0,5 s. При
консу мира щите относите лно мал-
ки токове MOS ИС това може
да се осъществн добре. Освен
това може да се предвиди до-
пълнително едко просто меха-
нично реле, което не се задей-
ствува от това напрежение, а ди-
ректно от мрежовия трансфор-
матор през изправнтел и с въз-
мЛЬо по-малък па рале лен кон-
Д^Итор. Прн това положение
в г!г,чай на отпадане на захран-
ването релето ще изключи мно-
го бърэо (да се използува най-
малко реле н евентуално то да
се задействува през ограничаващ
резистор, така че прн номинал-
ното напрежение с достатъчна
сигурност релето да бъде вклю-
чено, но в крайното положение
преди изключваие). Релето се
включва така, че то се самоза-
държа през един от собственн-
ее сн нормално отворени кон-
такти. При отпадане на захран-
ването то или изключва чрез
един вторн контакт захранване-
то на индикаторните лампн, или
включва допълнително едва сиг-
налка лампа и по този начин
снгналнзира за възможността от
възникване на грешкн поради
случнлото се временно отпадане
иа захранването (изключваие на
MOS ИС и особено на генера-
тора трябва да се избягва!). Из-
ключилото се реле се включва
отново ръчно чрез натискане на
бутон за възстановяване. Евен-
туално релето може да се за-
денствува през толкова голямо
ограничнтелно съпротивление, че
протичащнят през него ток да
не бъде достатъчен за придърп-
ване иа контактите, а само ед-
ва за задържане на вече затво-
рените контакти. В такъв слу-
чай йускащнят бутон може са-
мо да закъснява този огранича-
ващ резистор и релето няма да
има нужда от контакт за само-
задържане. Възможно е да се
измислят н други решения, как-
то и да се изоставят никои
подробности.
Кварцовият часовник по фнг.
3.51 използува кварц за 100 kHz
в генераторна схема съгласно
фиг. 3.20. Свърэаинят последо-
152
нателно с кварца тример-кон-
дензатор позволява ходът на
часовника да се коригира с око-
ло ±2—3 s на ден. Кварцовата
честота се намалява чрез 3 стъ
пала, осъществени с ЙС U112 D
(която дав а май-малки разходи),
всяко от конто делн в отноше-
ние 100:1. Броячите от / до///
се осъществяват по схемата от
фиг. 3.47. Най-благоприятиото
разпределение на помощните ло-
гически елементи е дадено на
фиг. 3.51. На изхода на делител
/// се получават 0,1 Hz, т. е. по
един тактов импулс на 10 S. В
случай, че се използува още един,
петн броячно-индикаторен блок,
делител IV може да отпадне.
(тон делн в отношение 6:1).
При използуване на чствъртия
делител в последната ИС U 112
4 от налнчните 7 тригера остават
иеизползуваин. Тъй като в този
вариант на часовника няма при-
ложение за тези тригери, в де-
лител IV може евентуално да
се постави не напълно годна
ИС (U 112, в която някои от
тригерите не работят). За съжа-
ление U 112 е неприложима в
самнте броячи, защото тя ннто
дава инвертиран изходен сигнал,
нито има установяващи входове.
Получаваннят на изхода иа де-
лител IV такт на 1 минута се
обработва с броячни декади по
схемата от фиг. 3.44 (за Брг и
Бр-^. За броячнте Брх—Бр± мо-
гат да се приложат схемнте с
U 108. Как се взема сигнал за
пренос за броячния вход на
следващото стъпало, е показано
на фиг. 3.51. При Бр3 н Бр^ ос-
вен това се използуват изводи-
те за нулиране на съдържащите
се в тези ИС тригери (в схема-
та от фиг. 3.44 те са свързани
към обща шина /?, а в схемата
от фиг. 3.42 всички изводи
са свързани към маса с оглед
използуването н като делител).
Това дава възможност за нули-
ране след 23,59 ч., т. е. за ус-
таиовяване на 00,00 ч.
За индикация се прнлага че-
тири пъти схемата от фиг. 3.50,
като иа фиг. 3.51 тя е означена
като дешнфраторно-инднкаторен
блок с Деш+И. Тъй като при
(Деш+Й)2 са необходими циф-
рите само от 0 до 5, а прн
— само от 0 до 2, те-
зи схеми по фнг. 3.50 могат съ-
ответно да се опростят. За цел-
та неизползуваннте катодни из-
води на инднкаторннте лампи
се оставят свободнн, съответ-
ните траизистори, дноднте и т. н.
отпадат, както отпад ат и свър-
зващи проводиици QD и QD меж-
ду Бр^ и (Деш+Й)* респ. Qc, QD,
Qc и Qd между Бр4 н(Деш-\-И)л.
Както показва фиг. 3.51, за дей-
ствнето на часовника е необхо-
дима само една допълнителна
функция, която се реалнзира с
един от свободните елементи И
в ИС U 107 от брояча Бр2. Та-
зи функция е превключването на
коефнциента на деление при Бр3.
Когато Бр± в положение „0“
нли „1“, Бр3 трябва даброндо
9. При подаване на 10-ия импулс
на неговия вход той се пре-
включва на 0 н същевременно иа
нзхода си Qd дава тактов сигнал
за следващата декада. Щом Epi
достигне състояннето „2“, Бр3
трябва да брой само до 3, за-
щото след показанието „23,59 ч.“
не бива да с л едва „24,00 ч.“
(след което би последвало
153
„24,01 ч.“ ит. н_), а „00,00 ч.“
Затова реализираната с елемен-
та И „разпознавателна -логика"
нма за задача да нулира Бр3 и
Bpt, щом иа изхода на £>р4 се
появи „2“ и изходът на Бр3
„иска" да заставе в състояние
„4“, т. е. щом се достнгне до
показание „24,00 ч.“ Показател
за това е нивото L на нзхода
QB на Бр± н на нзхода Qc иа
Бр3 (вж. таблицата иа функциите
на фиг. 3.42а). Следователно при
показание „24,00 ч.“ на двата
входа на елемента И ще се поя-
ви одновременно ниво L. На то-
ва този елемент реагира със нн-
во L на изхода си, което чрез
шнната R ведиага нулира всички
свързаии към нея трнгери, така
че в действнтелност броячното
състояние „24,00 ч.“ веднагасе
прескача. Съответно със ско-
ростта иа превключване на ИС
нулнращнят импулс е много къс
(под 1 psi), поради което про-
водницнте към входовете на
елемента И н от неговия изход
към изводите R иа U 108 тряб-
ва да бъдат възможно най-къси
и безиндуктивнн. При лошо
опроводиване или много голе мн
различия във времеиата на пре-
включване на ИС може да се
Случи не всички трнгери от Бр3
и Bpi да се нулират точно на-
време. Това може да се избегне
чрез едно иищожно закъсиение
на импулса, осъществено с по-
мощта на един баластен капа-
цитет на изхода на елемента И
(между шината R н маса, стой-
ността се определи експеримеи-
Tj^p — макснмално около InF).
'lbB мирка е допустима, защо-
1-Ирюдовете R на U 108 рабо-
тят статично и затова фронто-
вете на импулса могат да бъдат
малко по-полегати. Може да бъ-
де за предпочитане този бала-
стен капацнтет вместо на изхо-
да да се включи на едиинн от
двата входа на елемента И (опре-
делено опитно — или QB на Бр±,
или Qc на Бр3).
Превключвателят дава въз-
можност за сверяване на часов-
ника (което порадн избраната
много проста схема е малко
трудно). При позиция „Х600“
часовникът се пуска да върви
по-бързо, докато достигне съ-
стояние малко преди сверявано-
то време. При това положение
освен това може да се проверн
превключването иа Бр3 и Бр±
прн първото пускане на часов-
ннка. Малко преди да достигне
желаното показание, часовникът
се пуска на по-бавен „ход“ прн
позиция кХ6и иа Kv при което
това показание може да се уста-
нови точно. Тогава Кл се пре-
включва на „Изкли, изчаква се
докато се получи съобщение за
съответното точно време по ра-
дното (т. е. че устаиовеното по-
казание в действнтелност е до-
стнгнато) и в този момент се
превключва иа „Вкли. При този
прост вариант показваното от ча-
совника време след това пре-
включване на Кг се разлнчава все
пак от истинското време с ± 1
минута, защото състоянието иа
делителнте на честота /•—IV
в момента на превключването
не е известно, което означава, че
първият тактов минутеи нмпулс
след превключването може слу-
чайно да дойде веднага нли едва
след нан-много 1 минута! За да
се нзбегне този недостатък, би
трябвало преди включване на
154
часовиика всички тригери в де-
лителите иа честота да се ну-
лират, което обаче не е възмож-
но при използуваните ИС U112D
поради липсата на нулиращи
входове. По същата причина не
е целесъобразно спнрането на
генератора (което иначе може
да се осъществи лесно чрез не-
говня трети логическиелемент—
извод 5 в схемата от фнг. 3.20).
Затова бн трябвало да не се из-
ползува U 112D н вместо това
да се наградят иапрнмер твърде
обемисти делителни вериги с
U 108, което би увеличило раз-
ходът на ИС в степей, иепрнем-
лнва за един прост електронеи
часовник. Ако обаче това се осъ-
ществи, ИС U 108 в делнтелите
/—IV биха могли да сенулират
едиовременно през входовете
им R при позиция „Изкл* на
А, (тогава е необходим вторн
контакт на Kyi, така че делите-
ля? на честотата ще стартира
от определено положение и пър-
внят броячеи импулс след пре-
включването на във „Вкли ще
пристнгне на входа на брояча
точно 1 минута след това пре-
включване. Дали си струна да се
приложи една такава мярка, лю-
бителя? трябва да реши сам.
Той трябва обаче да обмисли
също, дали при желание за по-
стигане на тази и други подоб-
ии „тънкостн" не бн било за
предпочитане да се възпрнеме
друг (по-гъвкав) вариант с ТТЛ
ИС, който евентуално не е по-
скъп н предлага по-големи въз-
можностн за особени функции.
Такъв ТТЛ кварцов часовник в
повече вариантн е описан в т.
4.8. Ако часовникът от фнг. 3.51
трябва да се изпълнн като 6-раз-
редеи (с такт 1 секунда, при кое"
то възможната грешка прн пус-
каието му ще бъде ±ls), трябва
да се удвоят блоковете Брх с
(Деш+И^ и Бр2 с (ДешХЯ)2. В
такъв случай делител IV отпада,
а делител /// се нзпъляява съг-
ласно фиг. 3.46 за отношение
10:1.
3.2.6 Мажоритарна
логика „2 отЗ“
3.2.6.1. Принцип
п предназначение
За някон електронни устрой-
ства като схеми за коитрол на
правилиото функциониране на
апаратури или за сигнализация
при повреди, защитни и предпаз-
ни устройства (например сигна-
лизатор за пожар и др.) и т. н.
се изисква изключително вис ока
надеждност. Тематиката на екс-
плоатационната надеждност е
много широка. Може обаче да
се обоснове фактът [29], че с
относително уязвими на смуще-
ния и повреждаемн отделни си-
стеми може също да се постиг-
не гол яма надеждност, ако тези
системи се предвидят многократ-
но в даденото устройство („на-
товарено резерв иране “). При то-
ва се изхожда от предпоставка-
та, че например прн снгнализа-
торнте за пожар един единичен
сигнализатор може евентуално
да не се заденствува при нужда
или пък да даде погрешио „за-
блуждаващ“ сигнал; същото
може да се случи и с фотоелек-
трическото устройство, което се
задействува при прекъсване на
светлинен лъч (предпазни барие-
ри в машинн и т. и.), и с други
155
системи. Такива откази често
имат тежки последний. Обаче и
в »безвредните“ случаи надеж-
дността е важна. Едно алармено
устройство за охрана на мотор-
ки превозни средства например
може да бъде уязвимо иа сму-
щения или прекалено чувстви-
телно и тогава то често ще дава
„заблуждаващи" тревоги, с кое-
то само ще ядосва съседите, а
прн реална оЯасност може никой
да ие му „повярва" и да не
реагира целесъобразно. Ето за"
що важннте системи в такова
устройство се предвиждат по
няколко (най-малкото обаче съ-
ответните датчицн — чувстви-
телиите и преобразувателните
елемеити). В такъв случай сиг-
нал, получен само от една така-
ва система, се разглежда като
„безобиден т. е. иепоказващ
никакво смущение или повреда
в контролнрания обект— напри-
мер ако прн 3 наличии сигнали-
затора за пожар само единият
се задействува, а другите два
не дадат ннкакъв сигнал. Ако
обаче всички наличии системи
нли поне две от тях (значи по-
вечето) дадат сигнал, това важи
за истинскн алармен сигнал, а
иесигналнзнралата система иай-
вероятно е повредена. Повише-
иата иадеждност се получава
поради това, че е крайне неве-
роятно от 3 паралелно работещи
системи 2 да откажат одновре-
менно. Освеи това в тозн случай
отделната повредена система мо-
же да се замени или да се попра-
ви, без при това да се иалага да се
епмра функционнрането на оста-
Hjflfca част от устройството.
(^ИЬвателно задачата на мажо-
рЖГрната логика е да контро-
лнра например 3 (ийи при раз-
ширени системи 5) аналогнчни
входин сигнала. Ако един от
тези сигиали си промени нор-
малното състояние, трябва да
се сигнализира смущение, а ако
два от сигналите си променят
състояннето, се подава алармен
сигнал. При системите „3 от 5“,
разходите за конто ие са оп-
равданн в любнтелската прак-
тика, по аналогия алармен сиг-
нал трябва да се подава при
задействуваието на най-малко 3
системи, докато задействуване-
то на една или две снстемн ще
означава смущение. Любителят
може сам да преобразува даде-
иите тук примерн с оглед иа
други конкретни приложения.
Логического свързване и обра-
ботване на трите входии сигна-
ла Bxj, Вх7, Вхэ (чнито произ-
ход и значание първоначално
мотат да не се разглеждат) мо-
гат да се извършат особено
просто с MOS ИС, защото от
достъпните на любителите ти-
пове такива ИС някон са.много
подходящи за тази пел.
3.2.6.2. Мажоритарна
логика „2. от 3“
с ИС U 101 D
Много подходяща за мажори-
тарна логика е ИС U 101 D,
чнйто параметри, таблица на
функциите и вътрешна логнче-
эка схема са показаии на фиг. 1.11.
Тазн ИС съдържа 2 напълно
комплектувани пълии суматора,
конто могат да се използуват
поотделио. Любителят може да
разбере принципа на действие
на мажоритарната логика с по-
мощта на дадената таблица на
156
т,д
СигшЩВ'р---а<
С
Лр
пел ; -а /7ЛЛ
Фиг. 3.52. Мажоритарна логика ,2 от
3* с ИС U 101 D
ИСу^ fc — 1 х и 101 о
ИС.— SMY 51
СМ1 — СДг— VQA 12
истинност. Всеки пълен суматор
има по 3 входа Ва — Ва и два
изхода — С (сума) н Пр (пренос).
На фиг. 3.52 е показано изпол-
зув^нето на една ИС 0.101 D
за осъществяване на мажоритар-
на логика „2 от 3“. Подаденл-
те сигналя от произволен
произход в нормално със-
тоянне имат на входовете Вхх,
Вх2 и Вх3 ниво Н. Ако сиг-
налите „пристнгат" на входо-
вете по по-дълги или застра-
шени от смущения проводиици,
пред входовете трябва да се
включат формирователи на им-
пулси или защитин схеми
(фиг. 1.30 б), или най-малкото
последователни предпазнн резис-
торн около 47—100 kQ. Когато
В Xi = Вх2=Вх3 = Н, на изходи-
те С н Пр на ИС}а също нма нн-
во Н (вж. таблицата на фнг.1.11).
На входовете на И.С1Ь комбииа-
цията от сигналите е HHL (ка-
то Вхэ е свързан към —13 V),
така че там C=L. В резултат
горната система иа двойния
MOS транзистор ИС2 е отпуще-
на, а индикаторът СД2 свети
(„Сми означава смущение (пов-
реда) в самото контролиращо
устройство, а ие в коитро-
лирания обект). Вместо показа-
иите в примера светодиодн мо-
гат естествен© да се включат
релета или други изпълннтелни
органи. Тъй като на изхцда Пр
на ИС}О има ниво Н, долната
система иа Ж2 е запушена и
СДХ е загасен (няма алармен
сигнал „Аи). Светенето на „Сми
в .този случай ие показва сму-
щение, а постоянната готовиост
иа снстемата. Тъй като самнте
сигналнн лампи могат също да
се повреждат, светенето на то-
зи индикатор озиачава състоя-
ние „вснчко е в ред“! Нека се
приеме, че първоначално СД3 не
съществува. Действието на схе-
мата при другите комбинации на
входните снгнали може да се
установи лесно при сравняване
с таблицата на нстинност от
фиг. 1.11. Когато един от трите
сигнала Вхг — Вх3 приеме ниво
L, иай-напред нзгасва См, с
което се сигнализира смущение.
Лесно може да се осъществи и
обратното действие на снгиали-
зацията См, като exs на ИСУъ
се свърже към маса (ииво Н).
В такъв случай лампата См при
нормално състояние е загасена,
157
а при смущение свети. При то-
ва входът а3 иа ИДЬ трябва
да се свърже към маса през
около 33 кй, а между as н
—-13 V трябва да се предвиди
един контролен бутон. Чрез на-
тискането на този бутои по
светването на индикатора См
винаги може да се проконтро-
лира функциоиалната изправ-
ност. Ако два от входинте сиг-
нали Вхх - — Вх3 станат L, изхо-
дите на ИС1а стават С=Н, Пр=
=L, в резултат на което светва
аларменият индикатор А (СДА).
Същевремеиио СД2 загасва (при
а3 на ИС^ свързан към — 13 V),
сигнализирайки смущение в кои-
тролиращото устройство, което
е праврлно, защото третият вхо-
деи сигнал Вх3 не е станал L.
Ако вснчкнте 3 сигнала Вх1 —
Вх3 станат L, което отговаря на
нормалння случай за тревога
(алармено състояние), когато
вснчки системы работят правил-
но, устройството реагира с алар-
мен сигнал А. Прн това обаче
иидикаторът См ще свети, с
което инднцира липе а на сму-
щение в устройството, каквото
иаистина няма, щом и трите сиг-
нала са еднакви. Следователно
инднкацията См реагнра вина-
ги, когато входните сигиалн ие
съвпадат по стойност, а индн-
кацнята А реагира, когато иай-
малко 2 от 3-те входни сигна-
ла станат L. Досега иензпол-
зуваният изход Пр на ИС± пред-
лага още една възможност. Ако
към иего по показания начин
се включи още «дин друг ин-
дикатор СД (със значение ПА—
пълен алармен сигнал), ще се
получава допълнителен алармен
сигнал, когато на всичките 3
входа Вх се подаде ииво L.
Ако в по-големи устройства
тази мажоритарна логика тряб-
ва да се приложи многократно,
трябва да се използува функ-
ционалы© равностойният вари-
ант от фиг. 3.53. Той използува
за ИСг V2 U 101, за ИС2 у2 U
104 и за изходното стъпало
ИСЭ—*/2 U 105. Действието
на ИД се опнева отново с
таблицата от фиг. J.l 1. От нея
се вижда непосредствен©, че иа
изходите на ИД ще има еднак-
вн сигналы(С—Пр—Vl или С=
=/7/?=Ь) или н спокойно със-
тояние илн в състовине иа „пълна
на тревога" (първи и последеи
ред на таблицата). В противен
случай (когато един сигнал се
разлнчава от Другите) сигнали-
те на изходите на ИД са ви-
наги различии, т. е. С^Пр. Сле-
дователно наличнето на сму-
щение може да се установи
CushqmL
Bxod'-U
’kUlMD
[Вы
c
% Пр-
1/?ЦЮ5Р
UC2
-fa @ - -m
H W’r
Фиг. 3.53. Друг ва-
риант на мажори-
тарна логика. С по-
сочените ИС могат
да се реализират
две такива снстеми
158
Фнг. 3.54. Двойня система за мажори-
тарна логика. Отделио функииояиращн-
те системн / н II могат да се свържат
към сигнализационен блок със самоза-
държане, както и да се свържат функ-
циоиално помежду си
ИСг —1 X U 101 D
ИС, — 1 х U 105 D 11 система остава свободна)
ЛЕ.. ЛЕ,— 1XU104D CEi-СЛ,- VQA 12
л£я — JlEg—l XU 106 D Д> — SAY 12-32
чрез сравняване на двата сиг-
нала с помощта на функцията
еквивалентност. За целта се из-
ползува V2 U 104. Действието
на тази ИС може да се разбе-
ре от таблицата на нстинност
на фиг. 1.14. При еднаквост на
сигналите С —Пр, респ. li=l2
се получава I x=L, в резул-
тат на което се включва инди-
каторът за готовиост (нзправ-
ност) Гот (СДу). В случай на сму-
щение на изходите на ИС2 се
получава Q = Н и Q = L, по-
ради което се включва снгна-
лизацията за смущение См (със
СД2). Алармената сигнализация
А е свързана както във
фиг. 3.52. Следователно при
схемата от фнг. 3.53 при спо-
койно състояиие (когато Вху =
= Вх2=Вх3==Н) и изправио уст-
ройство свети инднкацнята за
готовиост Трт. Светенето на См
означава смущение (1 вход bL),
на См н А — алармен сигнал
със смущение (2 входа в L), а
при „пълна тревога" свети Л л,
като Гот също остава включена.
Обстоятелството, че с изпол-
зуваните за фиг. 3.53 ИС могат
да се реализират две такива ус-
тройства, може да се нзползу-
ва при нужда за осъществява-
ие на допълнителии функции.
Пример за това е показан на
фнг. 3.54. Тук има две сигнали-
зациоини .системи—/ и //. При
вход Вху иа система I е пока-
зано как относително просто
могат да се подтиснат смуща-
ващите импулсни напрежеиия
(принцип пофиг. 3.26). В двете
системи действието на ИС у и
на логическите елементи „екви-
валентност (ачтиеквивалентност"
ЛЕу н ЛЕ2), както и на изход-
ното стъпало (ИС2 тук отгова-
ря на ИС3 от фнг. 3.53) е също-
то както на фиг. 3.53. Сйгнал-
ните лампн за алармен сигнал
и смущение с а по една за всяка
система, а индикацията за го-
товност К е обща за двете снс-
темн. Инднкацнята К се управ-
тява директно от изходите на
ИС2 н благодарение на схема-
та И, осъществеиа с Ду и Д2,
може да свети само когато и
См* и Смп с а загасенн. В слу-
чай на само краткотрайно дей-
159
ствие на входните сигнали за
алармено сигиализиране (обаче
такова, при което поне иа 2
входа на системата се подава
ниво L), например когато ста-
ва пресичане на светлинен лъч,
често е желателно „самозадър-
жаис“, т. е. фиксиране иа алар-
меното състояние. Това се по-
тнга с помощта иа един тригер,
образуван от ЛЕ3, ЛЕЪ (респ.
ЛЕ& ЛЕ6 прн система II), чия-
то реакция може при нужде да
се забави чрез групите R — С
(ако е необходима бърза реак-
ция, кондеизаторите С трябва
да отпаднат). Алармен сигнал
на един от изходите Пр на ИСХ,
по-продължителен от получена-
та с R и С времеконстанта,
предизвиква трайиа алармена
сигнализация. Чрез затваряне на
блокиращия превключвател
респ. Aii тази сигнализация се
прекъева, респ. самозадържане-
то се премахва. Друга интерес-
на възможност е показана с
прекъсната линия между еле-
ментнте ЛЕ5 и ЛЕ& с помошта
иа тези връзки системите I и //
се б.токират взаимно, т. е. при-
стигналият по-напред алармен
сигнал блокира другата система
(при което остават да дейст-
вуват индикацнята за готовност
К н за смущения См), така че
при отместено във времето за-
денствуване на двете системи
може да се познае, кой от слу-
чайте за тревога е възникнал по-
иапред. Подобии ситуации ня-
мат непременно „несернозен*1
характер на игра. Нека се пред-
положи иапример, че за систе-
иЛМ и система II се нзползу-
3 температурки датчика
Ж сигналнзатори за пожар,
конто са така разположени, че
160
датчиците на система I са
близо до единия край, а дат-
чиците на система // — бли-
зо до другия край на едни про-
ход или туиел. При това поло-
жение дори при много бързо
разпространяващ се пожар със
силно увеличаваща се горещи-
на и пушек може ведиага да
се узиае, в каква посока се раз-
пространява, респ. къде е започ-
нал пожарът, което може да
нма голямо значение за пожа-
рогасителните и спаснтелните
мерки. Могат да се намерят
приложения на подобии снсте-
ми и в любителската практика —
например при вътрешнозавод-
скн рационализаторски предло-
жения и т. и. Тъй като не мно-
го скъпата логическа схема мо-
же да се разположи на някак-
во централно, добре наблюдава-
ио място и само относително
евтините температурим датчици
трябва да се поставят в натова-
рени или застрашени места, об-
щата надеждност е много доб-
ра. Прн това обаче от съобра-
жения за сигурност обратните
проводници, респ. масата меж-
ду датчиците и всеки вход
трябва да се подвеждат поот-
делно, за да има смисъл мажо-
рнтарната логика! За отделен
отказал или повреден датчик
веднага се сигнализира. Възмож-
но е този датчик да бъде за-
менен, без да се изключва снс-
темата, ио и без замяната му
защитната функция се запазва.
В схемата от фиг. 3.54 свобод-
иите входове на ЛЕ6 и ЛЕе,
когато те не се използуват по
показания с прекъсиата линия
начин, трябва да се свържат
паралелио към съотвстния вто-
ри вход иа същия елемент.
3.2-6-3. Примеры за входнн
вериги
Показаните схеми на мажори-
тарна логика не изискват на вхо-
довете сн непременно импулси
със стръмнн фронтоне, т. е.
ВХу — Вх^ реагират правнлно и
иа бавчи изменения на сигнали-
те, така че най-често не са не-
обходими формирователи нли
други подобии възлн пред тези
входове. На фнг. 3.55 са пока-
зани възможни входчи вериги
на сигнализатор за пожар. Кога-
то свързващият сигнален провод-
ник към Вхх е много дълъг, на
входа на логиката пред ИСХ за
защита на тази ИС трябва вина-
гн да се свързва един последова-
телен резистор със съпротивле-
иие 47—100 kQ, а в по-критични-
те случаи могат да се приложат
меркнте от фиг. 1.30 6". Изклю-
чителяо подходящи като тем-
пературки датчнци за подобии
цели са пронзвежданнте в ГДР
(VEB Kerarnische Werke—Хермс-
дорф) познстори, иапрнмер от
типа ТР 40/50—7 нли подобии.
Товаса терморезистори с поло-
жителен температурен коефи-
цнент, който в бяизост на оп-
ределена температура увелича-
ва стръмно стойността сн. В об-
ластта на тази „ температура на
прехода** (например за дадения
позистор тя е около 70е С) съ-
протнвлението на позистора, кое-
то в студено състояние прн
стайна температура е само око-
ло 25—50 £2, се увеличава ряз-
ко с почти два порядъка (2—
5 к£2) при повишаване на тем-
пера ту рата със само няколко
градуса над температурата иа
прехода. Този елемент се включ-
; -27V -13V
Ri-THOlSO-l
а) В)
Фиг. 3.55. Входни вериги за мажори-
тарна логика:
а — температурен датчик С позистор; б — тем-
иературен датчик с термистор
ва съгласно фиг. 3.55 а. Съпро-
тнвленнето на резистора се
определи съобразно избрания
тип позистор и температурата
на задействуваие така, че при
превншанане на тази температу-
ра върху позистора R+ да се
получи пад на напреженне, по-
голям от 9 V (отговарящ на
ниво L). Резисторът R трябва
да се разположи при логнческа-
та схема (не при позистора!).
Предимство на този вариант с
позистор наред с ясно изразе-
ното прагово действие е фактът,
че при отпадане на позистора,
(което почти винаги се дължн
иа прекъеване поради повреда
иа проводник, короднралн изво-
ди и др.) на входния провод-
ник се получава незабавио сиг-
нал L, в резултат на което се
сигнализира смущение. Освеи то-
ва мажорнтарната логика по-
зволява при подобии системи да
се проверява функционирането
иа температурните датчици чрез
поотделното им иагряване, без
това да предпзвнква задейству-
ване на длармената сигнализа-
ция. Това сеналага преди всич-
ко, когато порадн невъзмож-
иост да се набавят позистори
трябва да се използува входна-
11 Иятегралнн схеми
161
R&-F0-K3
Я)
•У?/
T(p-KP101,SP2tHuAii
S} друг S,-тип
Фнг. 3.56. Входнн вериги за мажори-
тарна логика:
а - - фотолагчик с фоторезистор; б — фотодат-
чик с фохотранзистор. Сигнал се получала
при затъмнпвжне. За да се осыаестви обрат-
ною действие, /? н Рф (респ. Гф) трябва да
се разменах
та верига от фиг. 3.55 б с иа-
мнращите се по-често на паза-
ра термистори от произволен
тнп (това са терморез нс тори с
отрицателен температурен кое-
фициент и съпротивление на сту-
дено^ 10 kS). И в този случай
резисторът R трябва да се раз-
лоложн при логиката, а към дат-
чика сега вместо маса трябва
да се приложи напреженнето
—13 V (към всеки датчик с от-
делен проводник!). се ораз-
мерява съобразно избрания тип
термистор, така че съпротивле-
нието му да бъде около 0,3—
0,5 от номнналиото съпротивле-
ние /?20« на термистора, т. е.
прн нормалям температуря на
Bxt трябва да се подава макси-
мално около — 2,5 V. Във всич-
ки случаи R не бива да бъде
по-голямо от 100 кй. Тозн ва-
риант има недостатъка, че при
прекъсване на свързващите тер-
мистора проводиици не се сиг-
нализира смущение. Такова се
снгнализира при късо съеди-
fe на термистора, каквото
с иа практика става твър-
1ДКО.
162
На фиг. 3.56 са показани вход-
нн вериги при оптичеи контрол
(светлннни бариери, но също и
сигналнзатори за пожар и
много други). В случая могат
да се използуват фоторезисто-
ри на основатана CdS (подроб-
ности за тези елементи в [1],
където саизброении пронзвеж-
даните типове), нли фототран-
знстори (освеи дадешпе типове
любителят може сам да си реа-
лнзнра такъв прибор — в ж. съ-
що [1]). Действието иа тези вери-
ги не нзнсква подробно обясне-
вие. Стойността иа 7? зависи от
параметрите иа нзползування фо-
топриемник и се нзбира така,
че при падане на светлина вър-
ху фоточувствителния елемент
на входния проводник към ло-
гнката да има максимално—
2 V (ннво Н). При прекъсване
на светлината трябва да се
достига ииво L (2* — 9 V). Ако
контролиращото устройство
трябва да реагира при осветя-
ване вместо прн засенчване, фо-
торезисторът, респ. фототран-
зисторът, и резисторът R тряб-
ва да разменят местата си в
показаните вериги. Входен фор-
мировател или предуснлвател не
с а необходимы. При по-дълги
проводиици е препоръчително
да се приложи защитната схе-
ма от фиг. 1.30 6.
3.2.7. Приемник на снгнали
от светлинни бариери
Приложенного на светлинните
барнери за различии цели при-
надлежи към любнмите обекти
на любителската дейност. Зато-
ва съществуват и многобройни
схемн с дискретни елемеити и
Фиг. 3.57
а — приемник на снгнали ст светлинни ба-
риерн с MOS ИС; б — Включва не на реле (или
механичен бровч! за сигнализация или брое-
не. за бързо бсюене към нзхода Из* може
оьщо да се свърже непосредствено тактовия т
вход иа една броячна декада (фиг. 3.43. 3.44
и др.)
JJEt — ЛЕЛ — 1 XU106D или Г, — SMY 52
2x010? D Д1 — произво.
Гф—КРЮ!: SP 201 (Si) лен тип (>Up)
/?ф — Fo-КЗ (CdS)
примерн за приложен него им
(вж. [1]). Съобразно с този ин-
терес тук е представена една
схема за приемане на сигнали
от светлнннн бариери, която е
проста и универсално приложи-
ма, н е изградена с MOS ИС.
Не се опнсват оптнчното офор-
мяне на светлинните бариерн
(което има решаваща роля за
действието и надеждността на
цялата система, но често се пре-
небрегва от любителнте) и са-
мите светлиини нзточницн (най-
често лампи с нажежаема ннш-
ка), за което могат да се наме-
рят сведения в [31]. Напоеле-
дък интерес за любителнте за-
почват да представляват и дру-
ги светлннии източннци (инфра-
червени лумннеецнращн дно-
дн) — вж. [14].
За схемата на приемника на
сигнали от светлиннн бариери
от фиг. 3.57 а с а подходящи
ф тгорезистори иа основата иа
CdS (за ннфрачервеиата облает
и на основата на PbS), както
и силициеви фототранзнстори
илн (при съответно по-малка
чувствнтелност) силициеви фо-
тодиоди. Прн съвремеиното ни-
во на техниката любителят тряб-
ва да избягва използуването на
германиеви полупроволниковн
прибори за тази цел. Те нзнс-
кват по-скъпа вход на схема и
от гледна точка иа температур-
нага стабилност имат същест-
вени иедостатъци. Схемата от
фиг. 3.57 а се със той, главно от
един формировател ЛЕЛ — ЛЕ*
(фиг. 3.8 а), който се задейст-
вува непосредствено от фото-
чувствителния елемент. С по-
мощта на резистора се регу-
лира точного превключване при
бавни изменения на яркостта и
освен това може да се устано-
вява желаната фоточувствнтел-
ност. Ако тези две и^исквания
не могйт да се изпълнят едно-
временно, може съответио да
се измени стойността на Z?2- Те-
зи стонностн зависят и от из-
ползувания приеминк на светли-
на. ЛЕз и ЛЕ^ по принцип не
са необходими за основного
действие на схемата (в такъв
163
случай разходът на ИС включ-
ва 2/а U 106 или I U 102). Спо-
ред целта на приложение изход -
ният сигнал може да вземе или
от Изх, или от Изх. За следва-
що бързо броене с електронни
броячни декады (фиг. 3.43, 3.44
и др.) трябва да се предпрчита
изходът Изх, защото там се
получават по-стръмни фо вдове
на сигналите. За подобии цели
много подходящо е и използу-
ването на формирователя от
фиг. 3.8 б. Любителят може да
използува този приемник и за
задействуване на реле. Релето се
свързва чрез ключовото стъпало
от фиг. 3.57 б (за по-мощни ре-
лета схемата от фиг. 3.32). Според
предиазначението на релето вхо-
дът Вх иа ключовото стъпало се
свързва към съответния изход.
При ниво L на Вх релето се за-
действува. При попадане на свет-
лина върху фототранзистора (фо
тореадстора) на изхода Изх се
получава сигнал L, а прн 'асенч-
ваяето му — сигнал Н. Ако ре-
лето трябва да се задейстВува
прн.преньеване на светлината
върху фоточувствнтелния еле-
мент, Вх на ключовото стъпа-
ло трябва да се свърже с Изх
При светлинните бариери чес-
то е необходимо самозадържа-
не (например за защитни цели,
сигнализация и др.). Такова са-
мозадържане се реализира с ло-
гнческите елементи ЛЕ? и ЛЕЛ,
евързанн като трите р. Чрез
включващия, респ. сигнализацно-
неи бутон Б, трнгерът се уста-
новява в изходио състояиие
^^г°янието на покой), при кое-
L. Щом светлинният лъч
ИГрекъсне, се получава Изх=
=L и в резултат Q=H,Q =L.
164
Това състояиие се запазва и
след възвръщането иа светли-
иата, докато се натиске Б. Ако
това самозадържане трябва да
става при попадане на. светлина
върху фоточувствнтелния еле-
мент (което се иалага по-рядко),
съответннят вход на ЛЕ? тряб-
ва да се свърже към Изх вмес-
то към Изх. В завнсимост от
предиазначението на устройст-
вото към нзхода Q или Q мо-
гат да се включат нзпълннтел-
ни елементи, иапрнмер ключо-
вата схема с реле. Елементите
R3 и Сх по принцип ие. са необ-
ходима но без тях самозадър-
жането реагира и при мно-
го кратки нрекъевания на
светлината (като най-малкото
време се определи само от
инертността при превключваве на
използувания фоточувствителен
елемент). Ако нзключително бър-
зото задействуване иа устрой-
ството не е желателно, с помощ-
та на Ra и Cj се постига за-
къснение, което може да се мз-
бира в много широки граници.
Орнентировъчни стойности за
тези елементи са дадеии на
фиг. 3.57 (сравни също фнг. 3.26).
Относите л но високоомннят про-
воднйк към фототранзистора,
респ. фоторезистора, трябва
да бъде ширмован (екраиираи),
особено прн по-големи дължи-
ни, за да се избегие задейству-
ваието на устройството от сму-
щаващи излъчвания, например
от мрежата. Тази опасност е
толкова по-голямв, колкото по-
високоомии са и R2.
jfr pl')-‘-rfe-1 ,
'/fUlO7D
Фиг. 358. Прост индикатор на свет-
линно облъчване с елементи ИЛИ-НЕ
3.2.8- Звукени иидикатори
на светлинно облъчваие
Такива спомагателни блокове
с а много подходящи за включ-
ваие към светлннни бариери с
отклоняващи ог ле дала и др. ([31 ]).
При наличие на съответното об-
лъчване те издават някакъв тон.
Подобии иидикатори се изграж-
дат относ ително просто с MOS
логически елементи. На фиг. 3.58
е показан пример, с елементи
ИЛИ-НЕ (1 ИС U 106D). Вмес-
то фоторезистор може да се из-
ползува също фототранзистор
(за такива цели фоторезисторнте
често се предпочитат поради по-
голямата им фоточувствителна
площ). Елементнте ЛЕг— ЛЕ3
образуват един тонгенератор
(схема по фиг. 3.18), чнято чес-
тота се нзбнра чрез и и
при да дените стойности е около
400 Hz. При потенциал L на
втория вход на ЛЕ? този гене-
ратор е блокиран. Щом попадне
светлина върху Тф, потенцналът
в а входа на ЛЕ4 става L, този
иа входа на ЛЕ4 става Н и ге-
иераторът започва да осцилнра.
Нискочестотният сигнал може
да се вземе от изхода £/ич. Фо-
точувствителиостта (прагът на
задействуване) се установява с
/?2. Подобна схема може да се
Фиг. 3.59. Прост индикатор иа светлинно
облъчване с елементи И И-ПЕ
изгради и с елемеити И (*/3 U
107 D)—фнг. 3.15. Такъв вариант
е показан на фиг. 3.59, като по
принцип и тук важи всичко, ка-
зано за схемата от фиг. 3.58. И
двете схеми реагират със зву-
ков сигнал при облъчване иа
фоточувствнтелния елемент. То-
зи сигнал може да се чуе, ако
се използува усилвателното стъ-
пало от фиг. 3.60, за което е
достатъчен един MOS транзис-
тор SMY 52, в случай че слу-
шалките са достатъчно високо-
омни (с постоявнотоково съпро-
тивление иай-малко около 300 Q).
Получаваната сила ва звука е
толкова голяма, че този звук
може да се долови ясно от раз-
стояиие няколко метра. Затова
в случай на нужда могат да се
използуват обнкновени слушал-
ки за джобен радиоприемник,
често много ннсцоомни, ако по-
следователно с тях се свърже
резистор със съпротивление
330 Q. Даденнят на фиг. 3.60
електролнтен коидензатор е не-
обходим само при малко, захран-
вано от батерин, преносимо
устройство. Още едно указание:
необходимите — 27V за такова
просто MOS устройство могат
да се получат чрез цоследова-
телно свързване на три батернн
за траизисторни приемйици по
165
-t3V
>nr. 3.60. Просто крайне стъпало за
лушалкз. подходяще за иадякаторите
а светлина от фиг. 3.58 я 3.59, Н за
лажност от фиг. 3.62
• V, което изисква сравнително
галко мн сто (MOS ИС и без
ова не са много изгодни при
атерийно захранване порадн
зискваинте внеокн напрежения).
1о изключение в такъв случай
торото захранващо напреженне
-13 V може да се вземе непо-
редствено след втората 9-вол-
ова батерия (следователно ще
е работн прн — 18 VI) н така
:оже да се избегие изразход-
ането иа елементи за делител
а иапрежение.- При това MOS
IC няма да се претоварят по
апрежение. В случай че иа лю-
нтеля това се стори рис ковано,
ой трябва да евърже последо-
ателно със захраивання извод
а схемата (между батернята и
озн извод) един ценеров диод
ia пример SZX 19/5,6) с С7г?«5
- 6 V, с което разполагаемите
3 V се намаляват на необхо-
шата стойност. При това бате-
1ята не се иатоварва с допъл-
ггелеи ток за делител на на-
>ежение. При такав а комбинация
г три 9-вол то ви батерин стъпа-
)то със слушалките от фиг.
60 ^^.лючва зад първата ба-
‘рин^В' V за фиг. 3.60), при
>ето>г получава все още на-
>лно достатъчна сила на звука.
AEt,AEi-1* UfO2 или ftUfQBD
Фяг. 3.61. Входна схема на сигнализа-
тор за в ла ж ноет. Към изхода може да се
включи релейного стъпало от фиг.3.57^
или 3.32
3.2.9. Сигнализатор
за влажност
Сигналнзаторвте за влажност
също намират многостранно при-
ложение (предпазваие от прели-
ваие на вани, нвдикатори за на-
пълваие, коитрол на влажност-
та на парникови лехи, саксни с
цветя н т. н.). Те се реализират
лесно с високоомните MOS ИС.
На фнг. 3.61 е показана една
уннверсалио приложима за цел-
та входна схема, която се съетон
главно от един формироватеА с
включено пред него RC-звеио
(то предотвратява проннква-
нето на смущения с мреж ова
честота по обикновено много
дългите проводници от електро-
дите за влажност). Електродите
за индикация на влажността се
евързват към клемите ЕВл. Те-
зи електроди могат да се изпъл-
ият по различен начин съобраз-
но предназначеинето на устрой-
ството (някон указания за това
са дадени в [1]). Често за целта
с а достатъчни графитни мини
от молнви, конто се вкарват в
коитролираната среда (при сак-
син за цветя те просто се заби-
ват на дълбочнна 10 — 20 ram в
пръетта). С Bi се установява
6
Фиг. 3.62. Прост ин-
дикатор иа влажнеет.
Към изхода му може
да се включи стъпалото
?а прослушване’ от
фиг. 3.60
прагьт на задействуваие. Когато
влажността се поиижн под оп-
ределена граница, съпротивле-
нието между клемите ЕВл ста-
ва толкова голямо, че на входа
на ЛЕХ се получава ниво L и
формирователят се превключва.
Следователно при състояние „су-
хо “ на изхода Изх има ннво Н,
а на Изх — ииво L. Кой от из-
ходите ще се използува, се обус-
лавя от предназначенною на
схемата. Към нея могат да се
включват различии изпълнител-
ни блокове — например показа-
иото на фнг. 3.576 стъпало с
реле или тонгенератор. Ако се
желае получаването на звуков
сигнал, схемата може още пове-
че да се опрости (фиг. 3.62). В
такъв случай ие е необходим
специален формировател и полу-
чаваяето на звук започва в бли-
зрет до границата на задейст-
вуване, при това в началото с
много променяща се честота,
което обаче прави сигнала акус-
тично още по-забележим. За по-
добно устройство MOS ИС ве
са непременно най-изгодното ре-
шение. Прости коитролнра щи ус-
тройства от този вид (например
за контролиране на домашни
саксии с цветя) могат да се из-
пълнят с традиционните бипо-
лярни транзистори в комплемен-
тарно свързване, при което раз-
ходите за елементи са по-малки
и консумацията иа ток в състоя-
ние иа покой е значително по-
малка (което за такива целие
важно). Освен това при тях мо-
гат да се получат значително
по-силни сигналы при много по-
малки захранващи напрежения,
което дава възможно ст за ико-
иомично батерийно захранваие
(за разлика от схемите с MOS
елементи). Сведения за подобии
приложения любнтелят може да
намери особено в [1] и [34]. В
замяиа на това схемата от
фиг. 3.61 е напълно подходяща
като вход но стъпало в много
случаи, като например контрол
иа климатичните условия в го-
леми или важни производствени
помещения с използуване иа ма-
жоритарна логика. В такъв слу-
чай изходите Изх на три схеми
като тазн от фиг. 3.61 дават
входии сигнали за мажоритарна-
та логика. Така със сравнително
малко разходи и с достатъчиа
експлоатационна сигурност мо-
гат да се коитролират с помощ-
та иа датчици за влажност мно-
жество отделены складови по-
мещения със стоки, конто трябва
да се съхраняват сухи. Ако тряб-
ва да се енгналнзира при пони-
жаването иа влажиостта под
определена миннмалиа стойност,
се използуват изходите Изх от
фиг. 3.61. Схемата от фиг. 3.62
дава звуков сигнал в състояние
„сухо“. Ако трябва да се сигна-
лизира състоянието „влажно"
ЕВл и трябва да се размеият
4. ПРИМЕРИМ СХЕМИ С ТТЛ ИНТЕГРАЛНИ ЕЛЕМЕНТИ
За един любител на електро-
никата ТТЛ техниката има ре-
дица преднмства в сравнение с
MOS техниката, конто му поз-
воляват jfa я използува по-мно-
гостранно. От основчите логи-
чески елементи (ЛЕ) на ТТЛ тех-
никата любителят работи почти
само с ЛЕ И-НЕ (NAND) —фиг.
1.2. Тъй като за ТТЛ ИС е необ-
ходимо само едно захранващо
напреженне+5У, тук има по-
добри възможности за захран-
ване от батерия. Когато един
вход на ЛЕ не е свързан към
други елементи на схемата, той
се възприема от вътрешната ло-
гика на ЛЕ по същия начин, как-
то и когато към него е подаде-
но ииво Н. Следователно един
несвързаи вход не оказва влия-
ние върху работата на ИС. ос-
вен при някои ИС с по-висока
степей на интеграция. Затова той
може да се третира като несъ-
ществуващ и да не се изобра-
зява на схемата. Съгласно съ-
ществувагците правила за рабо-
та с ТТЛ ИС такива входове
могат по избор да свържат към
други входове на същия ЛЕ или
да се оставят несвързани. Това
означава, че броят на изобразе-
ните на една схема входове на
ЛЕ не подсказва нищо за типа
на ИС или за принадлежността
на ЛЕ към определена ИС. Оби-
кновеио едии ЛЕ, свързан в оп-
решена функционал на част на
с^^вЦ ие влияе върху друг
ЛИ» същата ИС, во свързан
в ЛДОа функционална част. Оба-
168
че за да се гарантира това
всички ИС трябва да се замася-
ват правилно, както беше отбе-
лязано в т. 1.2.5.3.
Когато в дадена схема ЛЕ са
означеии с ^-D 100 или по подо-
бен начни, може да се използува
всеки стандартен ЛЕ със схема
като тази от фиг. 1.2л, напри-
мер D 120, D 130, D ПО (фиг-
1.5). По тозн начин се дава въз-
можност наличните ИС да се
използуват целесъобразно. При
това трябва да се помнят две
иеща. Първо една ИС консуми-
ра толкова по-малко ток, колко-
го по-малко ЛЕ съдържа. Ако
например една схема е реализи-
рана само с 2 ЛЕ и те са оз-
иачепи с D 100 или по подобен
начин, тогава остаяалите 2 ЛЕ
от ИС могат да се използуват
за други цели. Ако те не са
необходимн, замяната на D 100
с D 120 ще спести 50% от коч-
сумирания ток. По-сложните схе-
ми в тази книга са замислени
така, че да могат да се изпъл-
нят с минимален брой напълно
използувани ИС, когато това е
възможно без съществено вло-
шаване на качествата на схема-
та. Второ, неизползуваните ЛЕ
консумират най-малък захран-
ващ ток, когато входовете им
са свързани към маса (фиг. 1.23).
На любителнте с опнт в общата
полупроводникова техника се
препоръчва (2] като обобщаващ
обзор на всички иитересуващи
ги вытроен на ТТЛ техниката.
фиг. 4.1
а—хригерпа форынровател-
на схема с диод; б—ха-
рактеристика
о)
i/gDlOO
D1-SAY12+3Z
4. 1. ОСНОВНИ ИМПУЛСНИ
СХЕМИ
4.1.1. Формирователи
на нмпулси
Обикновено стандартните ЛЕ
са склонни към самовъзбуждаие
в праговата облает — областта
около стойността 1,5V на вход-
ння сигнал, при която става пре-
включване на изхода (фиг. 2.2 и
2.3). Затова е особено важно
ТТЛ ИС да се управляват с
входнн сигнали със стръмен
фронт. Склони ос тта към само-
възбуждане се проявява само
при ЛЕ с протнвотактни изходи,
ио ие и при ЛЕ с отворен ко-
лектор (D 103, фиг. 1.5). Когато
„пълзящото" управление на един
ЛЕ с твърде бавно изменящ се
входеи сигнал е неизбежно и
ако ЛЕ се управлява само по
два входа, можем да се откажем
от включване на формнровател
пред ЛЕ за формнранё на стръ-
мен фронт и да нзползуваме ИС
D 103. Изходът на този ЛЕ се
евързва към + Ucc през колек-
торен резистор 2—5 к£2. ЛЕ D
103 подобрява стръмността на
фронтовете (намалява времето
на нарастване, респ. на спадане
на сигнала) около Юпъти, така
че при определени обстоятелства
днректно от изхода на ЛЕ D 103
о
6)
могат да се управляват
стандартни ЛЕ без проблеми.
Все пак най-добре е да се вклю-
чи формнровател. За целта ТТЛ
техниката предлага множество
варианта, от конто само някол-
ко са подходящи за любител-
ската практика. Например ие се
препоръчват описаните в [2]
тригерни схеми с D 160, който
ие са икономични и не винаги се
изчисляват лесно.
На фиг. 4.1 а е показана една
разпространена трнгерна форми-
рователна схема с диод Д,.
Входното напрежение не тряб-
ва да излиза извън границите
—0,5 4- + 5,5 V, ако не са взети
необходнмите предпазни мерки—
например чрез входен ограничи-
тся— фиг. 1.30с. При нараства-
не на Uex над 2,1 V изходът се
превключва в Н, а при Л7ВХ=1,4 V
става превключване в L. Раэли-
ката между напреженията на
включване и изключваие (вход-
ният хистерезнс) е около 0,6 V,
което всъщност е падът върху
Дх в права посока Оптималната
стойиост на е 390 Q. Гранич-
ната му стойиост оказва много
мал ко влияние върху трнгерните
свойства и от съображения за
стабилност се избира 680 Q.
Трябва да се внимава за поляр-
ността на Дг~катодът му е
свързан към входа на ЛЕ1 Та-
169
Фиг. 4.2
я—тригери» формировател-
на схема предсъпротнале-
нис; б—зависимост иа на-
прежеииата на включване и
изключване от стойността
на вреде‘ьпротивленнего
эи схема нее капризна за начис-
ление, обаче има два недостатъ-
ка, конто прн определени усло-
вия пречат на използуването й.
Първо, при „висящ" вход (кога-
то входът не е свързан или е
отделен галванично чрез конден-
затор) този триер е стабилен в
двете си състояния. Следовател-
но изходът му може да остане
както в Н, така й в L според
последната стойност на входния
сигнал. Освен това схемата изис-
ква сравзително нискоомна ве-
рига за входния източник. Вто-
ро, в близост до Прага на прев-
ключване С7я(фиг. 4.16)източни-
кът се товари много през и
Д1 приблизително със стойиост-
та на защото в този момент
изходът е в L и практически
е свързан към маса. По тези
причини схемата не винаги е го-
дна за комбиниране с предва-
рително зададенн източници.
По-уд обна е тригериата фор-
аирователиа схема от фиг. 4.2а
л затова в тази книга е изпол-
зувана предимио тя. Тази схема
юзволява по-свободно изчисля-
)ане при ннщожно натоварване
{а източника и използува само
;дин зш)д на ЛЕ — другият мо-
ке използува например за
>лоЛК с (забрана) на тригера.
5а нплцеса на превключвапе ва-
ки казаното за схейата от фнг.
4.1, но тук праговите стойности
на UH и предн всичко на UL се
з&дават чрез R^. Орнеитировъч-
ните стойности могат да се от-
четат по графиката на фиг. 4.26.
На тази графика в стойността
на R влиза и вътрешното съпро-
тивление на източника, което се
сумира с /?пР. е зададено
твърдо и неговата оптимална
стойност е 2,2 kQr Както пока-
зва фиг. 4.26, 7?гР влияе предим-
но върху нивото иа изключване
UL. Ако Rap се избере достать-
чно голямо, превключването на
тригерння изход към L може да
става едва при отрицателя о вход«-
но напрежение. Диодът ДА (за-
щитен диод съгласно фиг. 1.30 а)
е необходим само когато пре-
включването ще става при отрн-
цателно входно напрежение или
когато се очаква непредвидено
такова напрежение. Д\ не е ну-
жен за принципното функционн-
ране на тригера. Когато като £7ВХ
се подава сигнал от ТТЛ ИС,
например от изхода на предходен
ЛЕ, Д] може въобще да отпадне.
От съображения за стабилност
Rap трябва да бъде минимум
82 Q. Стойността /?пр = 200 ~
330 2 е подходяща за всички
обикновевн приложения. Тогава
се получава същата хистерезис-
на крива като на фиг. 4.1, но
£7£^0,8V н 67hj=^1,5V. Както
70
T1-SS216 -?1в
4 A,-SAYt2^32
Rnp 10+- WOk.fi
Е^ЗЦООкЯ Tf-5S216((i»№0)
Д,Лг~5АУ32
Фи г. 4.3. Тригерна формироиателна
схема с инвертиращ транзистор
всички тригери и схеми с директ-
ив връзка от изход към вход и
тази има като недостатък ииско
входи о съпротивлеиие.
Обикновено обаче се изисква
високоомеи вход, конто се реа-
лизира с транзистор. Една про-
ста реализация на такава схема
е показана на фиг. 4.3. Днодът
Д1 предпазва базата на 7\ от
отрицатели и пренапрежения, по-
големи от —5V. Rl(p се изчисля-
ва по входиото напрежение и
може да слджи за настройка ва
Прага на превключване. Означе-
ните стойности на Rv и R2 са
мннималните, при конто подбо-
рът иа Г, става излишен. Ако
за Fj се използува екземпляр с
голямо усилване по ток (0Г1 —
= 250 ~ 300), всички резистори
могат да имат 10 пъти по-голе-
мн стойности. Полученото вход-
но съпротивлеиие е голямо и
прнблизително равно на RllP.
Трябва да се обърие внимание
на граничната честота на тран-
зистора. Схемата от фиг. 4.3 с
транзистор SS 218 може да се
използува до около 10 MHz.
По-изгодна по отношение на
честотните свойства е схемата
от фиг. 4.4, която е универсал-
Фиг. 4.4. Тригерна формирователна
схема с транзистор с обратна връзка
в емитера
на. За 7\ се предпочита екзем-
пляр с по-голямо р. Чрез Rt мо-
же да се влияе върху Прага иа
превключване в сравнително
широк обхват. На фигурата са
дадени подходящи средни стой-
ности за и /?3. Главната зада-
ча на Rs е да ограничи базовия
ток и да увелнчи входното съ-
противление. Претоварването на
е предотвратено в значител-
на степен чрез Rz. Допълнител-
но пред истине кия вход на три-
гера е включена входва
защитна схема, която се състои
от Дг, Дг и R±. Основен фактор
при исчисление на Rt е токово-
то претоварване на диодите при
иай-големите очаквани входни
напрежеиия. При наличие иа R±
входът Вх е осигурен против
претоварване даже за напреже-
ния до ± 300V, докато прагът
иа превключване е 14- 1,5V. Вход-
ното съпротивлеиие на трнгера
е над 500 при голямо 0.
Освен това тази схема дава въз-
можност да се снеме изходеи
сигнал с фронтове според изи-
скванията на ТТЛ техниката
както във фаза с входння сиг-
нал (прав изход £7ИЗХ както в
предишните схеми), така и в
171
противофаза (инверсен изход
i/M3x)- По такъв начин може да
се снести едно иивертиране в
следващата схема. При подхо-
дящи транзистори (например
SS 218) и /?3 —5 kQ тази схема
може да се използува до около
25 MHz. При несвързан вход
тригерите от фиг. 4.2, 4.3, 4.4
вииагн застав ат в определено
състояние 67,m = Н (фиг. 4.2),
респ. <7НЗХ — L (фиг. 4.3 и 4.4).
Когато Г, е монтиран близо до
входния нзвод иа ЛЕ, допълни-
гелният резистор от колектора
за Тг към + Ucc може да отпа-
Пие.
1.1.2. Моновибратори
Моновибраторите се нзползу-
)ат като времезадаващи елемен-
и и за удължаване на импул-
и — една много често иеобхо-
1има функция в ТТЛ техниката.
1риицнпната схема на моновиб-
атор е показана на фиг. 4.5.
1ека отначало приемем, че Д
ипсва. В изходно състояние
ходът на ЛЕг възприема ниво
през резистора Я, през който
ече входният ток (фиг. 1.2а).
ърху се получава пад на
апрежение, който не трябва да
адхвърля 0,8V, така че входът
иг. 4.5. Моновибра-fop за кратки им-
'ЛСИ
да възприема все още ниво L.
Затова най-голямата стойност на
R е 680 2, а най-малката, при
която все още има сигурно пре-
включване, е 220 2. Следовател-
но R може да се избира в тези
граници. В изходно състояние
изходът на ЛЕ2 Изх е в Н. Ако
на входа Вх се подаде Н, изхо-
дът на ЛЕХ .става L. Моиовибра-
торът се задействува (стартира)
чрез спадащ фронт (Н—L) на Вх.
При това изходът на ЛЕХ ста-
ва Н. Този скок на иапрежение
се предана през С към входа на
ЛЕ2 и изходът Изх веднага
става L. Обратната връзка от
Изх към Вх продължава да
държи изхода на ЛЕХ в Н и то-
гава, когато между временно вход-
ният сигнал отново е станал Н.
Кондензаторът С се зарежда от
изхода на ЛЕХ с показаната по-
лярност през R. следователно
продължителността иа зарежда-
нето ще се определи от R и С.
Щом С се зареди, падът върху
R отново намалява и входният
потенциал на ЛЕ? спада. В пър-
во приближение входът на ЛЕг
при ниво Н не консумира ток,
тъй като входннте емнтери го
запушват. Щом започне отново
да протнча входен ток (щом
входът иа ЛЕ2 отново стане L),
изходният потенциал на Изх
става Н, при което изходът на
ЛЕХ веднага се превключва в L,
тъй като входният сигнал отно-
во е станал Н. Този пад на на-
прежение, подаден чрез С към
ЛЕ* преобръща двата ЛЕ. Сле-
дователно на Изх се получава
единичен отрицателен импулс
със стръмни фронтове, чиято
продължителност се установява
чрез R и С. Продължителност-
F2
| та на импулса г|(Э1 може да се
начисли приблизите лно по ра-
венството, дадено на фиг. 4.5.
На Изх се получава нзходен
сигнал с инверсна форма (инвер-
тиран изходен сигнал). В близост
до платото си ямпулсът няма
добра стръмност, защото на
входа на J7Et все още влияе за-
рядният ток иа С. Диаграмм за
това могат да се намерят в [2}.
Закрылението на ръбовете на
импулса засяга само областта
над 1,9 — 2V, което е достатъч-
но над Прага иа преобръщане на
ТТЛ ЛЕ. Затова влошаването иа
стръмността на фронтовете се
пренебрегва в любителската прак-
тика и снгналът иа Изх може
без колебание да се използува
за управление на еле два щи стъ-
пала. Кондензаторът С може да
бъде също и електролитен, ка-
то при включването му трябва
да се спази посочената на
фиг. 45 полярност. Вьпреки то-
ва с тази схема не могат да се
постигнат големи времена пора-
ди малката гранична стойност
на R (680 Q). При стойкости на
С над 10 nF включването на Д
е
препоръчително,
необходимо.
а над 0,1 pF—
състояние
(през време
да до ииво
В неустойчивото
на моновибратора
на 4зх) С се зар^ж-
H = 3,5V с показа-
иата
пулса
става
полярност. В края
на
им-
подава
обаче изходът на ЛЕ^
L и това напреженне се
цателиа
за кратко време с отри-
спективио
полярност
на входа
одът на
на
входния
кристалната
към R и ре-
на ЛЕ2. Ди-
се
отпушва,
транзистор
подложка
7\ на ЛЕ2
когато на входа се
получат
ния > —
отринателнп
0,7 V. По данни
напреже-
на произ-
водителя това е допустимо само
за кратко време. При по-продъл-
жително разреждане на С, т. е.
при по-голяма стойност на С,
диодът Д трябва да ограничи
отрицателно го входно напреже-
ние до безопасна стойност. Ос-
вен това този диод ускорява раз-
реждането на С, който иначе се
разрежда само през R, и по то-
зи вачин намалява времето за
възстановяване на моновибрато-
ра. За Д може да се използу-
ва който и да е германнев или
силициев диод, но за предпочи-
тане са нискоомни превключващи
диоди. ТТЛ ИС от серията D10
са с^авиително нечуветвителни
в това отношение. Авторът е
използувал голям брой от тези
ИС в подобии схеми. Въпрекн
непрекъснатия режим на работа
(за иякои схеми повече от годн-
иа) прн твърде голяма честота
на превключване, при стойностн
на С, много по-големи от допу-
стимите от производйтеля, и без
диодна защита не е бил наблю-
даван нито един отказ. Само
малък брой типове диоди, при
това в зависимост от конкрет-
ния екземпляр, са дали такова
намаление на отрицателннте от-
скоци на напреженне, което да
може да се наблюдава с оспи-
лоскоп.
По тази причина влиянието на
дно да върху времето за възста-
новяване е минимално, освеи ако
не се използуват избрани ниско-
омни превключва щн диоди с
много малък пад в права посо-
ка — при ток 20 30 mA падът
трябва да бъде максимум 0,7 V.
Въпреки това, когато се изпол-
зуват по-големи стойностн за С,
трябва да се предвиди диод
173
от предпазливост. Всъщност дио-
дът е необходим само при ЛЕ
от серията D 10 или с еквива-
лентни параметри. „Бързата"
серия D 20 (D 200 4- 240) има
вградени защитив интегрални
Диоди на вснчки входове.
Трябва да се обърне внима-
ние, че продължителността иа
входния импулс трябва да бъ-
«e < t„„. Ако функ-
циониранетр иа моиовибратора
не се нарушава, обаче обратиа-
та връзка от нзхода към входа
на J1EX вече ие действув?. По-
ради това изходните сигнали на
Изх и Изх са с намалена стръ-
мност на задния си фронт. Се-
га те се оформят в съответствие
с разряда на кондензатора по-
полегато, което вече не гараи-
тнра необходимата минимална
стръмност на фронтовете за
управление на следващите ЛЕ.
Освен това, когато /изх е голя-
мо, може да’ се стигне до не-
желано самовъзбуждане по зад-
ний фронт на нзходння нмпулс,
подобно на това от фиг. 2.3.
След всяко преобръщане с
продължителност /изх е необхо-
димо време за възстановяване
(за пауза, за възвръщаве, мъртво
време), пред» на входа да по-
стъпн следващият стартов им-
пулс, В литературата се даваг
Фиг. 4.6. Моновибратор с транзистор
различен стойности за необхо-
димого съотношение между tmx
н 4ъзст (4ьзгг С времето за въз-
становяване). Най-често това
съотношенне е /въэст > Ако
следващнят стартов нмпулс по-
стъпи по-раио, когато С още не
е напълно разреден, ще се скъ-
си 4зх- Все пак практиката по-
казва, че може да се работи
с ^възст ^нзх» без да се про-
меня забележимо.
За да се постигнат по-големи
стойности за /кзх (от ияколко ms
до няколко десетки s) с тази
схема, са необходими недопус-
тнми стойности за С. В такъв
случай трябва да се използува
схемата от фиг. 4.6 На входа
на ЛЕ2 се подава L чрез до-
пълннтелния PNP транзистор Г,,
който може да бъде както си-
лициев, така и германиев, като
използуването на втория носи
известно предимство. Г, работи
като емитерен повторител. Стой-
ността на R може да бъде р
пъти по-го ляма от тази на
фиг. 4 5 (Р е коефициентът на
усилване на 7\). За зададената
стойиост на /изх стойността иа С
се намалява също р пъти, така
че с обикновените електролитни
кондеизатори може да се по-
стигне време няколко десетки се-
ку ндн. Резисторът R може да
се измевя в широки граници и
така ZII3X да се настройва в съот-
ношение 10 1 и повече.’Накрая
може да се добави, че участъкът
емитер — база на 7\ изпълнява
допълнително функцията на за-
щитния диод от фиг. 4 5. При
многого сн предимства този мо-
новибратор нма като единствен
недостатък по-ниската скорост
на превключване в сравнение
174
със схемите, изпълнени само с
ТТЛ ИС Тъй като скоростта на
превключване зависи от честот-
иите свойства на предпочита
се високочестотен тип. Ако ско-
ростта на превключване не иг-
рае съществена роля, както е
най-често в любите л ската прак-
тика, достатъчно е транзнсто-
рът да бъде от тип GC 100,
GF 105 или подобен. С GF 140
се гаранТяра снгурно действие
на схемата при минималка ши-
рочина иа входиия импулс до
0,5 ps. Въпросът за скоростта
иа превключване на транзистора
е свързан изключително с про-
дължителността на конкретный
(за случая) входен импулс и
става критичен само при много
кратки входни импулсн. При за-
даден транзистор Тх скоростта
на превключване може чувстви-
телно да се увеличи, ако в ко-
лектора на Тг се включи резис-
тор 100 4- 120 Q към маса, а
между нзхода на ЛЕХ и емитера
на Тх (входът на ЛЕ^ се доба-
ви керамичен кондеизатор със
стойиост няколко стотици пико-
фарада, който ус корява началото
на стартовия процес. Времето
4зх за схемата от фиг. 4.6 е съ-
щото като при схемата от
фиг. 4.5 и се пресмята по да-
деното там равенство. При рл=
= 200 съпротивлението на R
може да има стойности до
100 kQ. Много често входният
импулс па тези - моновибратори
е по-дълъг от зададеното вре-
ме /’изх- За да работи схемата
добре н в този случай, фронтът
на входния импулс от Н към L
трябва да се диференцира —
фиг. 4.7. За целта се добавят
само елементите Cz к Rz, а ос-
Фиг. 4.7. Моновибратор с диферснци-
раща трупа на входа. Продължител-
ността иа входния импулс тук ие влияе
върху процеса на превключване
таналите елемеитн от фиг. 4.7
са същите като на фиг. 4.5 и 4.6.
Стойността на Rz не е критич-
на в дадените граници. Стой-
ността на Cz зависи от коикрет-
ната стръмиост на прехода от
Н към L. Трябва да се обърне
внимание, че е необходимо вре-
меконстантата CZRZ -=^RyCy. То-
ва условие е лесно изпълнимо,
освен ако 4зх има много малка
стойност. Продължителността
на състояннето L на входа Вх
тук не влняе върху функцнони-
рането на моновибратора.
4.1.3. Мултивибратори
(генератори на импулси)
4.1.3.1. Мултивибратори
за кьси импулси
Мултивибраторитё с ТТЛ ЛЕ
се изграждат просто и по съ-
щия принцип както традицион-
нее транзнсторнн схеми. И при
схемите с ТТЛ ЛЕ има много-
бройни варианти, конто са раз-
гледани подробно в [2], но са-
мо част от тях са подходящи
за любителската практика. Най-
простата н задоволителна за
почти всички приложення схема
е показана на фиг. 4.8. На из-
хода й се получават право-
175
Фиг. 4.8 Прост геиератор на импулси
с два Л.Е
/?-—270 U; С=300 pF-rfOO MF(1 КНх);
Л—SAY 12-:-£2 (за С>10рГ)
ъгьлни сигнали с коефнциент на
запълване приблизителио 0,5.
Стойността на резистора R се
аадава приблизителио н може
да се измени в много тесни
граници, така че е възможна
само ограничена фина настройка
на честотата. На практика R
се избира вннаги с постоянна
стойаостч а честотата се опре-
дели от С. Следователно тази
схема не е подходяща за гене-
риране на честота, която при
работа непрекъснато ще се
променя (регулира) в по-широк
обхват. Друг недостатък на
схемата се състои в това, че
поради мал ката стойност на R
са необходими големи стойно-
сти на С—при С=1 pF често-
тата е около 1 kHz. Формулата
за приблизителио определяне
на честотата ё дадена на фиг. 4.8.
Тази схема се прнлага главно
за генериране. на НЧ или ВЧ
сигнали, но не и на много нис-
ки честотн. При съответната
малка стойност на С схемата
генерира до 25 MHz, а Когато
се нзползуват ИС от серията
D 20 честотата е значително по-
висока. Порадн споменатите в
предишната точка причини на
входа на е необходим диод Д
(освен за ЛЕ от тнп D20) за
защита срещу кратковремении
отрицателнн отскоци на входа
при презареждане на С. Обаче
практиката е доказала, че този
диод може да- отпад не без
опасност за схемата, когато
стойността на С не надхвърля
10 pF. Това важи особено при
по-малки изисквання за точност
нли сигурност, т. е. тъкмо в лю-
бнтелската практика. Авторът е
използувал в подобии схеми го-
лям брой ЛЕ от серията D10,
между конто и екземпляри от
„стеките за любители"*, при
стойности на С около 10 pF без
защитен диод Схемите са ра-
ботнли в режим иа непрекъсна-
та работа, някои повече от го-
дина, без да настъпн отказ.
Както при почти вснчки RC-
генератори, работещи в автоге-
нераторен режим, стабилиостта
на честотата и на този генера-
тор не е особено голяма. Тя
завися от стабилиостта на за-’
хранващото напрежение и в
по-малка степен от околната
температура. Съответните зави-
симости могат да се намерят
в [2]. От гледна точка на вло-
жеиите матерналн схемата е
оптимална в любителската прак-
тика за генериране на НЧ или
ВЧ сигнали, тактови импулси
и др., когато не се поставят
особени изисквания за постоян-
ство на честотата. Областта на
приложение на този мултиви-
радиотехнически материалн,
могат да имат един или
>»нзисторите и ия кои други
прг^Игз ГДР като «стоки за любители'
раме^К конто не отгоцарят на даините от паспорта. (Б. прев.)
които се
повече па-
176
\
братор съвпада с тази иа по-
знатите прости транзистории
мултивибратори ([1 ] и Др).
ЛЕг работа в режим, разли-
чен от прнсъщия на ТТЛ ЛЕ
ключов режим, с работна точка
в областта на прехода (С7вхя^
5=^С/ИЗХ, фиг. 2.2). При работа в
такъв режим се получава обрат-
на връзка през резистора R.
Докато генераторът работи, по-
ради наличието на R и С не
се получават паразитни трепте-
ния, но ЛЕХ консумира относн-
телно голям ток — фиг. 1.23 и
2.2. Ако във всеки даден момент
само един ЛЕ от една ИС ра-
бота. в такъв режим и мулти-
вибраторът генерира, няма
опасност от претоварване на
ЛЕ даже и при непрекъсната
работа. Геиерациите могат да
се блокират чрез подаване иа L
на втория вход на ЛЕЬ показа-
но с ключ К. При затваряне
на К работната точка се пре-
мества извън областта иа пре-
хода. В блокнрано състояиие
нзходът на ЛЕг е в Н и R и
С не действу ват, т. е. в това
състояиие тези елементи не то-
варят нзхода, което е важно за
иякои специалнн приложения.
Когато на входа иа ЛЕ1 се по-
даде L през К, входът на ЛЕЪ
става Н, нзходът — съответно L,
което поня'кога е желателно.
Ако в блокирано състояиие из-
ходното ниво е без значение
или трябва да бъде Н, и двата
втори входа на ЛЕ{ и ЛЕ% се
свързват към маса, както е по-
казано ва фиг. 4.8. Такова
свързване носи преднмството,
че сега и ЛЕ7 консумира по-
малък ток. Никога обаче не
трябва да се блокира по вход
12 Интегрални г хеми
само ЛЕг, защото тогава гене-
рациите се прекъсват, но ЛЕг
остава чрез R постоянно в
„забранения“ режим с работна
точка в областта на прехода.
Това състояиие освеи првишено
топлинио натоварване и повише-
на консумацня иа работен ток
носи опасността от паразитни
трептения — фнг. 2.3. При не-
благ.оприятни условия те могат
да се прехвърлят през свързва-
щите проводницы към други
елементи на схемата. За често-
ти над 100 kHz тази схема мо-
же да се счита оптимална за
любителски цели. Стръмността
на фронтовете на изходните
импулси удовлетворяват нзиск-
ванията за управление на след-
ващн ТТЛ ЛЕ. Съответните ос-
цилограми могат да се вземат
от [2].
4.1.3.2. Мултивибратори
за дълги импулси
Когато се изисква голяма
продължителност на периода
на геиерираните импулси, в схе-
мата от фиг. 4.8 е необходима
голяма стойност на С, а освен
това иастройката на честотата
се реализира трудно. В такива
случаи се използува схемата от
фиг. 4.9, която е приложима
за периоди от 10~Б s до някол-
ко десетки секунди. Тя работи
със захранващо напрежение от
3,8 до 6,5 V и порадн това е
подходяща за прнбори с бате-
ринно захранване — например за
мигач. Прн захранване с около
-1-5V тази схема се отлнчава
със стабилност на честотата,
която е необичайна за генера-
торите, работещи в режим на
177
t>wr. 4.9. Генератор с транзистор за
малки стойкости на С- Честотата и кое-
(шциентът иа-запълване могат да се
настройват
7^-SC 206, SS 216Q>;150|; C=5^F за /=1-t-
10 kHz, C=lnF за /=Еч-50 kHz; Rt,
C /?,^коефнциент на звпълване
собствени трептения. Честота-
га се задана грубо с С, а фи-
ио с /?1 (продължителност иа
паузата) и /?2 (продължител-
ност на нмпулса). През време
на паузата снгналът иа изхода
е Н, а през време на импулса—
L. При нужда от инверсен сиг-
нал той се сиема от изхода
Изх. Когато изходният сигнал
грябва да нма стръмни фрон-
гове (според нзискваннята, на
ТТЛ) и се снема от Изх, /?2 не
трябва да бъде много по-малко
от 1 kQ. Чрез /?£ и /?2 коефн-
циентът иа запълване може да
се настрои на 0,5. При големи
раз лики в стойн остите на двата
резистора (при малко /?2) той
може да достигне 0,05 и по-
малко. Освен от /?2 и С
продължителностнте на импул-
са и паузата зависят значител-
ио от стонността на f на Гь
За постигане на големи време-
на се предпочита голяма стой-
ност на рт-j » защото тогава е
възмвьна по-голяма гранична
сто^В 1 на /?£. Поради по-
слоЯКта зависимост на често-
тата не се дава формула за
изчислението й. Ориентировъч-
ните стойностн рп —100, Rt =
= /?3=50 kQ могат да служат
за преценка прн други начисле-
ния. Само чрез изменение на
честотата може да се регу-
лира най-малко в съотиошение
10:1. При С=500 pF се полу-
чават перноди около 10 S. Най-
подходящата стойност за НЧ
обхват е С=10 pF. Настройка-
та се извършва първо' с
ако този резистор ие е с по-
стоянна стойност, като минн-
малната стойност е 160 Q, а
при използуване на Изх — 1 kQ.
След това се иастройва Въз-
можно е настройката Да се из-
вършва ту с ту с /?2» иа-
пример когато схемата се нз-
ползува като тактов генератор
за мигач. Генераторът може да
се блокира чрез или /С2.
Кога(то Ki е свързан към L или
към маса, генераторът спира в
състояние L. При подаване на L
към К2 състоянието на блокн-
рания генератор е Изх=Изх=
=Н.
Действнето на схемата от
фиг. 4.9 е следното. Нека прие-
мем, че Г/зх -L, а йзходът на
Ле Н. Кондензаторът С се
зарежда до ниво Н през JlElt
7\ и маса. Щом С се заре-
ди, базовият ток на Гх се пре-
късва. Тогава се запушва,
входът на ЛЕХ става Н, вхо-
дът на JlE2~L, а Изх — Н. Се-
га към се подава напреже-
ние около 3,5 V. Кондензато-
рът С е свързан с положнтел-
ния си електрод към маса през
изхода на JIEi=l^ така че на-
прежението на С поЛъпва с
отрицателна полярност към ба-
178
зата на Той остава запушен
при условие, че R2 R}. През
изхода на ЛЕи Ra и Rx кон-
дензаторът С се презарежда
До захранващото напреженне,
но с обратна полярност. Пора-
ди това схемата в значителна
степей е независима от коле-
банията на захранващото на-
прежение и геиерираната често-
та е стабилна. Повеч^ подроб-
ности могат да се намерят в
[31]. Щом С се разредн дотол-
кова, че потенциалът на базата
иа Tj стане +0,6 4-+0,7 V, 7\
се отпушва и подава на входа
на ЛЕХ ннво L. Изходът на ЛЕг
става Н, а Изх — L. Конденза-
торът С отново се за ре ж да от
изхода на ЛЕХ през /?2 и Ги
протнчащнят голям базов ток
отпушва напълно Гг и двата ЛЕ
се превключват еднакво, с кое-
то се достига началното съ-
стояние. Времето нЬ зарежда-*
не на С е равно на продължи-
телността на импулса и се опре-
дели само от /?2; Rx и /?2 влия-
ят на времето на разреждаве
(продължителността иа паузата).
Тъй като /?1 периодично се нз-
ключва (когато Изх=Е), тази
схема генерира надеждно, поне
докато стойността на Rx е все
още достатъчно малка, за да
осигури около 1 шА колекторен
тсУк през Ту. При тозн ток нн-
везто L на входа на ЛЕХ оста-
ва в допустимнте границ».
Друга подходяща, но по-скъ-
па схема,е показана нафиг.4.10.
На двата си нзхода Изх и Изх
схемата генерира правоъгълни
сигнали с много добра форма
й с много стабилна честота.
Използувани са два RS тригера,
съетавени от кръстосано евър-
Фиг. 4.10. Генератор с голяма стръм-
ност на нзходння сигнал. Коефициен-
тът на запълване се измени от 20£до
0.05 при постоянна честота 4
Ту. Г,—KF 517 (и."и герминиев ВЧ от PNP
тип); Д,—SAY Пч-32; 100;
Л.о =л*»а = °’05 &
заните ЛЕХ, ЛЕ2 и ЛЕ& ЛЕ4.
Фбратната връзка се осъщест-
вява чрез диодите Ду и Д2.
Тригерите гарантират съвсем
точно формиране на изходннте
импулси.
Основного предимство на
тази схема, разходите за която
в любителската практика рядко
са оправдани, е, че при прибли-
зително постоянна честота кое-
фициентът на запълване може
да се променя от 0,05 до 20
само с помощта на един потен-
циометър R. Среднего положе-
нне на плъзгача на потеицноме-
търа задава коефицнент на за-
пълване 1. Резисторите /?1а и
/?2д са крайни ограничители на
R с минимална стойност 220 У,
с конто се предотвратява пре-
къеване на генерациите в кран-
ните положения на плъзгача на
потенциометъра. Заедно със
евързаните към тях части на R
те дават стон гостите на Rx и
във формулата на фнг. 4.10
179
7Г
РИ 0}±10-2?л
Lt
Изх
тпг/
160
+5Y
XJUK
t, = 06ИД
Фиг. 4.11
а—схема c NPN транвистор ва отрицателям
импулси
Tt—SS216 Е (F); при С—16 nF. /п 20 я,_
tn —R (от 30 us до 3 ms), f— R (от 30 Hz до
30 kHz);
б—схема с PNP транзистор эа положителнм
импулси
Г,—KF 517, KFY 18(или германцев, ВЧ. PNP
за приблизително начисление на
честотата. Тя се установява
грубо с С. Фино регулиране е
възможно, когато Ria и R2a са
гримери. Тази схема иамира
приложение главно като гене-
тор на постоянна честота с
зъзможност за настройка на
коефициента на запълване.
1.1.3.3. Мултивибраторите
сато тактови генератори
ia тесни импулси
: мальк коефициент
<а запълваие
1ри управление на големи си-
теми с ТТЛ елемеити, конто
е състоят от кръгови броячи,
реместващи регистри и други
одобни схеми, се налага да се
актуват много тригерни еле-
1ентн едновременно и по въз-
южност със защита от смуще-
ия, за което се изискват мно-
о къДт (тесни) импулси. Таки-
а могат да се полу-
ат iBre схеми от фиг. 4.11,
эит'^г сдетавляват развитие
а принципа на схемата от
30
фиг. 4.9. Вариантът с NPN тран-
зистор е твърде подобен на
тозн от фиг. 4.9. Изходното
ниво през време на паузата tn
е Н. При Ct=16 nF продължи-
телността иа импулса tK е око-
ло 20 ps, а продължителността
на паузата tn (а оттам и так-
товата честота) се настройва
чрез полу променяй вия рези-
стор /?, за конто на фигурата
също се дава ориеитировъчиа
*стойиост. Ако R е с голямо
съпротивление, Гх трябва да
има голям коефициент р — тру-
па Е или F. Данните за типа
на Т\ са дадени към фигурата.
Ако е необходим импулс с
обратната полярност, изходният
сигнал след Изх (фиг. 4.11 а)
може да се инвертира с друг ЛЕ,
например с ЛЕ от следващите
стъпала. Когато няма свободни
ЛЕ, се използува схемата от
фиг. 4.116’. За тази схема ва-
жи всичко казано за варианта а.
Формата на изходните импулси
е дадена за двете схеми. Про-
дължителностите ta и tn за
двете схеми може да се пре-
сметнат приблизително по да-
деинте към фиг. 4.11 б форму ли.
Оптнмалната стойиост на R3
от фнг. 4.11 б е 560 Q и не
трябва да се промен я аначител-
но. Този резистор не влияе за-
X
бележимо на t» , tn и формата
на импулса. Продължителност-
та на импулса може да се про-
меня чрез базовия резистор /?2
и за двата варианта*, но стой-
востта на /?2 не трябва да спа-
да , под дадените минималки
стойности.
ЛЕ^ЛЕ^
• я -шоо
Z'Zro-
изх л
4.1.3.4. Кварцови генератори
С кварцов генератор може
да се получи много стабилна
честота, каквато се изисква за
часовници и цифрови нзмерва-
телнн уреди. Тъй като ТТЛ ИС
с а отиоснтелно нис коомни и да-
ват възможност за работа с
високи честоти, кварцовите ге-
не ратори с ТТЛ ЛЕ са особе-
но подходящи за честоти от
порядъка на мегахерци. Стан-
дартната честота на генерато-
рнте за опорно време в ТТЛ
техниката е 1 MHz. Съответнн-
те кварцове (естествено само
кварцове за първн хармоннк)
са с малки га*5арити и затова
могат лесно да се монтират
заедно с ИС непосредствен© на
печатната платка
Схемата от фиг. 4.12 а съот-
ветствува приблизително на
RC - генератора от фиг. 4.8.
Всичко казанр там за работна-
та точка на ЛЕУ, за и за-
евентуалното блокиране на ге-
нератора (представено тук с
ключа К) важи съгцо и за тозн
генератор. Такъв кварцов гене-
ратор може да се модулира
с НЧ правоъгълно ьйпрежение,
което трябва да отговаря на
изискваннята за ТТЛ сигнал.
За целта блокиращият вход
на ЛЕ* се оставя свободен и
модулиращият сигнал, се пода-
Кбарц за
Tt -KF517 (или германий
• р) ВЧ оит РАГР тип)
Фиг. 4 12
в—обнкновена схема на кварцов генератор
яа 1-5-10 MHz с ТТЛ ИС: б—развитие иа схе-
мата за кварцове с по-ннска честота
в а на втория вход на ЛЕг. Та-
зи възможност интересува пре-
ди всичко радиолюбителите.
Когато някой следващ ЛЕ (тук
ЛЕ^ се използува за форм Ира-
не на нмпулса, винаги е за
предпочитане генераторът да
работи постоянно, а модулаЦия-
та да се реализира чрез втория
вход на ЛЕ3.
Изходният импулс на квар-
цовия генератор е силно де-
формиран. Ако той управлява
броячи нли делнтелн, добре е
изходните нмпулси да се фор-
мират, което става най-лесно със
следващ ЛЕ — тук ЛЕ%. Три-
мер-кондензаторът Cz дава въз-
можност за фина донастройка
на честотата в границите на
няколко десетки херца. При
нужда паралелно на Cz се
включват още 20-?30 pF. Тази
схема, изпълнена с основни ЛЕ
от серията D 10, е подходяща
за кварцове от 1 до 10 MHz,
181
а с ЛЕ от серията D20 — най-
малко до 30 MHz. Опитът на
автора показа, че от голям брой
ИС D 100 от „стоките за лю-
бители" почгн всички екземпля-
ри работят безупречно в схеми
за 27 120 kHz — типнчната че-
стота на кварцовете за теле-
управление. При честота 1 MHz
работят всички наличии екзем-
пляри. Възможността да се
реализира прост генератор за
27120 kHz като датчик иа
тестови (контролни, изпнтвател-
ни) сигнали е много интересна
за любителите, конто се зани-
мават с телеуправление. Изоб-
що за подобии приложения
на НЧ модулация може много
лесно да се реализира кварцов
генератор с две ЛЕ от една
ИС D 100, а останалите две ЛЕ
да се използуват за НЧ гене-
ратор по схемата от фнг. 4.9.
За този специален случай тряб-
ва да се зададат /?2=10 kQ и
С=Ю nF. Тогава с могат
да се покрият вснчки нан-често
употребявани НЧ модулацноини
честоти за звуковите стъпала
в приемната част от устрой-
ствата за телеуправление. Ком-
бинация на генератора от
фиг. 4.12 с със схемата от
фиг. 4.8 в рамкнте на една ИС
е иевъзможна порадн причини-
те, споменати при фиг. 4.8, тъй
като тук в областта на прехо-
да биха работали два ЛЕ. Как-
то може да се очаква, прн схе-
мата от фнг. 4.8 подобии опи-
ти предизвикват нзвънредно
силно отклонение на НЧ моду-
ла.^^|«а честота дори при
мн^В кратковременна работа,
коД^се дължина отделената
топлина. При това ИС D100 в
182
този случай е подложена на
опасност от претоварване. Ко-
гато се комбинира схемата от
фиг. 4.9 със схемата от фиг. 4.12с,
няма танЬва опасност.
С ьпротивлението на от
фиг. 4.12 трябва да бъде прн-
близително 270 Q. Само при
неподходящи качества на квар-
ца прн екземпляри, конто труд-
но влизат в осцнлации, може
да се опита възбуждане чрез
промяла на /?а в обхвата от
220 О до 1,2 кй.
Кварцовете за честоти под
1 MHz обикновено изискват по-
високоомен вход, откол кото мо-
гат да осигурят ТТЛ ИС. Това
важи особено за кварцовете
за 100’ kHz, конто понякога
могат да се набавят иа доста
ниска цена. Използувани в схе-
мата от фиг. 4.12а, тезн квар-
цове често влизат много труд-
но в осцилации. Тогава се пре-
поръчва схемата от фиг. 4.126,
която използува транзистора 7\
като преобразу вате л на импе-
данс. В тази схема стойността
на зависн кактр от качества-
та на кварца, така и от 7\.
Съпротивленнето на R} се на-
г^ласява опитно на една средн а
стойност, при която се получа-
ва снгурно (надеждно) възбуж-
дане на генератора. За остана-
лото важи вснчко казано за
варианта а.
4.1.3.5. Миоготактнн системи
За определени, следващи един
след друг във времето функци-
онални процеси.в сложните ло-
гически схеми често са иеобхо-
дими няколко тактови сигнала,
конто да чследват в строга по-
Фиг. 4.13. Пълна' схемз и таблица иа
истииност' на четиритактна геиератор-
иа система
следователност. В [2J са разгле-
данн многобройни варианти и
тяхната реализация, която в опре-
делени случаи е скъпа и изиск-
ва голям разход на материали.
Тъй като любителите също Мо-
гат да решат определени свои
задачи с помощта на подобии
многотактни системи, тук ще
Покажем един прост пример за
четиритактна система. От една
страна, той пояснява принципа
за генериране на многотактна
.поредица, който при нужда мо-
же да се измени или да се дораз-
вива за произволен брой такто-
ве. От друга страна, именно
четирнтактната поредица е под-
ходяща за повечето любителски
цели.
На фиг. 4.13 е доказана схе-
мата на четнритактната систе-
ма, изпълнена само с 2 ИС. За
работата на схемата е необходим
основен такт от произволен
източник — кварцов генератор,
генератор с включей на изхода
му формировател съгласно фиг.
4.4 и др. В случая е използуван
генераторът от фиг. 4.8, изпъл-
нен с JIEi и ЛЕ2. На входа на
самата четиритактна система е
необходим както основният такт
от Qj, така и инверсният от Qt,
По същия начин трябва да се
подадат входните тактови сиг-
нали, ако се снемат от външеи
източник. Например вместо от
изходите иа ЛЕ1 и ЛЕ2 сигналите
могат да идват от £7ИЗХ и С/,19Х
от схемата на фиг. 4.4 или от
схемата на фиг. 4.12, като Изх =
= Qlt а за Qt ще се нзползува
сигналът от изхода' на ЛЕ3. Так-
товата честота за схемата на
фиг. 4.13 се определи грубо с
Ср Тактовата система може да,
бъде блокирана чрез ключа К-
Както се вижда от по-нататъш-
ното обясненис на действието
иа схемата, тактовата система
при блокиране винаги спира на
стъпка 1 или стъпка 3. Нека
предварителио приемем, че е
възможно прин у дител но блоки-
ране на тактовия генератор при
една от тези две стъпки на
183
системата и при това блокиране
тригерът, съставеи отЛЕг и ЛЕ4,
също се установява в точно
определено състояние. За уста-
новяване иа трнгера средната
точка на елементите 16 кЙ,
220 pF се свързва към блоки-
ращия вход К през диод (не
е показано на фигурата) от тип
SAY, като катод ът на диода е
към К. В зависимост от това,
към кой ЛЕ (към ЛЕ3 или ЛЕ4)
е свързан диодът, тригерът се
установява в едно от двете си
възможни състояния. Към точ-
ката ф е свързан делител иа
честота 2:1, който е изгра-
деи от един тригер с управле-
ние по фронт и външни днскрет-
ни 'елементи R н С. Тази схема
е разгледана в т. 4.1.4.2, поради
което тук само ще споменем,
че изходът на този трнгер е
винаги или в положение Q2=H
(съответно Q2 = L), или в обрат-
ного положение. Тригерът из-
мени състоянието си при всеки
фронт Н-L на изхода Qj. Така
освен основния такт Qj и не-
говата инверсия се получава вто-
рн такт Q2 (както и неговата
инверсия) с честота, равна на
половнната от честотата иа ос-
новния такт. Тезн 4 сигна-
ла се подават към един деши-
фратор (ЛЕ5~ЛЕ&) по такъв
начин, че винаги състояние Н
се получава' едновременио на
двата входа само на един от
четирите ЛЕ. Дадената на фнг.
4.13 таблица показва какво съ-
стояние имат четирите изхода
Q при съответиата тактова
стъ От нея може непосред-
ств^^кча се изведе необходн-
мо-ДИ!ьързване иа входовет е
ЛЕ^1Е*
184
На четирите изхода Изхг—
Изх4 се получават 4 сигнала L,
следващи във времето един
след друг. Това е онагледеио с
графиките нафиг. А. 13. Най-горе
е показан основиият такт Qlt
служещ за синхронизация. При
всекн едни от фронтовете му
(Н-L и L-Н) се получава съот-
ветният изходен такт. Така съ-
стояние L се получава първо на
Изхь след това на Изх2, ИЗх3,
Изх4, отиово на Изхх и т. н. По
такъ? начин всеки изход е в
състояние L по време иа един
такт и в Н през сл^дващнте 3
такта. С тези 4 изходни сигна-
ла могат да се управляват про-
цеси, следващн един след друг
във времето. За реализнрането
на бавни тактови стъпки такто-
вият генератор ЛЕХ ~ЛЕ2 може
да се промени съгласно фиг. 4.9
(Afex=Qj, Pi3x=Qj).
4.1.4. Тригери с ТТЛ ИС
Тригерите са превключващи
стъпала с две стабнлни състоя-
ния, конто се използуват като
запомнящи елементи. В тради-
цнонната транзисторна схемо-
техника аиалози са бистабилни-
те мултивибратори [1].
4.! -4.1. Статичен RS-тригер
с основой ЛЕ
На фнг. 4.14 е показана най-
простата Ъсновна схема на RS-
тригер/рей лизнрана с основни
ТТЛ ЛЕ. Когато Q=L, Q не-
пременно трябва да е Н. Ако
на входа S се подаде кратко-
временно L, Q ставд Н и (ако
R=H) Q=L. В противополож-
ного състояние тригерът се
привежда чрез кратковременно
прнлагане наЪ иа вход /?. Пора-
дн кръстосаното свързване
вход — изход в трнгера се за-
пазва състоянието, преднзвнка-
но от последний приложен сиг-
нал. Означеиието на входовете
е взето от английски („set" —
установяване, и „reset" — обрат-
но установяване). При изобра-
зяване иа трнгера е прието на
вход S функционал ио да съ-
ответствува нзход Q. Тогава
важи простого правило: при L
на 5, Q=H, при L иа R,Q = H.
Когато и на двата входа нма Н
остава поеледното установено’
(„записано") състояние. Входна-
та комбинация е за-
бранена. В този случай отнача-
ло и двата изхода caQ=Q=H,
т. е. състоянието на Q не е ин-
версия на Q. При едновременио
отпадане на входните* сигнали
(когато R и 5 станат одновре-
менно Н) тригерът остава в
едно от двете възможни състоя-
ния, т. е. в \ предварително не-
определимо състояние. Поведе-
нието на.трнгера при „забране-
ната" входна комбинация про-
тивореча на понвтието за тригер-
на функция, но това не означава,
че тя не е допустима по техни-
чески причини или поради опас-
ност от поврёда на ЙС. Напро-
тив, в иякои специални схеми
тази възможност е добре |ош-
ла, като все пак се отчита ре-
акцията на следващите схеми
на комбинацията Q-Q- Ако са
\ взети мерки, забраияващи едно-
временния преход на сигналите
на /? и от L в Н, тригерът
се установява в състоянието,
Фиг. 4.14. ДЬа кръстосано свързаии ЛЕ
И-НЕ образуват RS-трнгер. Опростело
изобразяване иа тригера за символич-
ного му означававе в схемите
определено от последняя сиг-
нал 4L. Обикновено тригерната
функция се означава със симво-
ла, Даден нафиг. 4.14. В настоя-
щата книга този символ няма
да се употребява за трнгер, съ-
ставен от отделни ЛЕ, за да
може да се покажат връзките
извън ИС или за да се означи
принадлежността на ЛЕ към
определена ИС. Ако ЛЕ на
фиг. 4.14 имат повече от два
входа, входовете в повече раз-
ширяват възможностите за реа-
лизиране на функциите S и R.
4.1.4.2. RS-трнгер
с управление по фронт
Една от най-важните основии
схеми за любителски цели е
RS-трнгерът с управление по
фронт, който се използува най-
често с общ вход като де-
лител на честота (2:1). На_
фиг. 4.15 а е показана изходна_
та схема. Тя е изведена от схе
мата на фнг. 4.14, като входо_
вете са свързаии през когден"
заторн към общ тактов вход Т-
Освен това в началото нека
приеме м, че входовете /? н 5
на фиг. 4.15 а липсват. Конденза.
торите се зареждат през Rx и /?2
185
Фиг. 4.15
а~Динамично управлявши по фррнт RS-три-
геР като делител на честота 2:1; О—начин ва
м>лнгане ну. няколко такива тригера без не-
°бходииост от трети вход на ЛЕ
до различим потенциал» в зави-
симост от състояннето на нз-
хода, към който са свързани.
Стойностнте на и /?2 се оп-
ределят по следните съображе-
ния. респ. /?2, трябва да бъ-
де толкова голямо, че когато Q,
респ. Q. е в L, токът от входа
към нзхода да бъде недоста-
тъчен за „сваляне" на входното
ниво до L..
Отначало н двата входа са
в Н, a и /?2 служат да съз-
дадат минимална рдзлика в нн-
вата (отворен вход нма напре-
жение на „празен ход“ около
1,4 V). Ако например Q е в L,
иапрежеиието в точката на
свързване на С\ и /?j е малко
под 1,4 V, но все пак е доста-
тъчно високо, аа да може
свързаният към тазн точка
вход да възпрнема ннво Н. Q е
в Н (3,5 V), а в точката иа
свързване на С2 и /?2 нма най-
малко 3 V. Когато сигналът на
таЛЬия вход минава от L в Н,
на^Вадовете на ЛЕ това ще
се тарази в скокообразна про-
186
мяна само на нивото Н, тъй ка-
то и без това на двата входа съ-
стоянието е било Н. Следорател-
но преходът от L в Н на такто-
вия вход ие оказва въздействне. л
При това споменатите съотнопк>
ния на напреженията се възста-
иовяват много бързо. Нека сега
на тактовия вход постъпи пре-
ход от Н към L. Тозн скок на
напрежение се предава на два-
та входа и двата стават за крат-
ко време L. При това изходът,
който преди това е бил (Ь(фили
Q), става веднага Н, докато
другият, който е бил Н, запаз-
ва още това си състояние. Из-
вършва се бързо презареждане
иа двата кондеизатора през Rt
и /?2, което обаче трае различно
време поради разлнчните заряди
иа двата кондеизатора. Освен
това за ЛЕ, чийто изход е бил
Н, играе роля и входният диод
иа криста л ната подложка. Той
допринася входъ^на указания
ЛЕ да достигьк пръв във вре-
мето Н в точката на свърз-
ваие на /? и С. По такъв на-
чни този ЛЕ получава пръв
комбинацията „Н, Н“ и неговият /
изход веднага се превключва
в L. Тогава нзходът на другия
ЛЕ принудително остава в Н.
С това процесът на преобръща-
ие на тригера завършва. Усло-
вията сега са обратны иа из-
ходните (първоначалните). Това
се отнася също за зарядите на
Q н С2. Когато на тактовия
вход постъпи нов преход H-L,
тригерът ще смени отново съ-
стоянието си, т. е. той се пре-
включва по всеки преход H-L
на такта. Както показва това
опростено обяснение, различайте
зарядни състояния на конденза-
торите са предпоставка за
функционирането на тригера,
като освен това за правилната
му работа е необходимо Cj=C2
и /?(— R2. Мннималнатастойиост
на R е 5,6 kQ (за любителскн
цели не повече от 6,8 kQ). Ми-
нималната стойност на С е
47 pF. Колкото са по-малки R
и С, толкова по-бързо завърш-
ват процесите на^ презареждане
и за толкова по-високи честей
може да се използува тригерът.
Малките стойности на С нзиск-
ват съответно голямастръмиост
на пре хода Н-L на тактовия
вход. Ако не се изисква висока
честота на превключване, Q и
С2 могат да бъшт 220 pF, а в
отделим случаи и пв-големи.
Един от и-зходите (Q или Q)
може непосредствено да дава
тактов сигнал за следващ тригер.
Чрез третите входове на ЛЕ
(/?, респ. 5) тригерът може да
се установи асинхронно (по
всяко време) статично в про-*
изволно състояние (съгласно
фиг. 4.14). За определени при-
ложения в броячи и делители
на честота се изисква всички
тригери
състояние
да се
установяват в едно
целта
т. нар. „нулиранец.
За
могат да се свържат вхо-
довете R на всички тригери, но
тогава според фиг. 4.15 а са не-
обходими ЛЕ с 3 входа и От-
там повече ИС — фиг. 1.5.
Любителят предпочита да нз-
гражда подобии тригерн (за де-
лители иа честота) -с D 100 с
цел да пести ИС. Фиг. 4.15 £
показва допълцчтелна възмож-
ност за нулнране на всички
тригери без необходимост от
трети вход. За целта входове-
те, свързани към R н С, се
разделят чрез днодите
и се свързват към един общ
(нулиращ) проводник. Ако този
проводник се свърже към L,
респ. към маса, днодите се от-
пушват, входовете на всички
долин (на фиг. 4.15 б) ЛЕ са в
L и изходите Q на всички гор-
ни ЛЕ са също в L. В пасивно
състояние нулиращият провод-
ник е свързан през /?„ към €7за1Р,
днодите са поляризнрани в
обратна посока и поради това
не оказват влияние. Прн това
решение трябва да се внимава
за възможното влияние на ка-
пацитета на диода. Той се су-
мира с С2 и ако С2 е много
малък, може да възннкне забе-
лежима несиметрня, която при
определени условия пречи на
тригера да се превключи. Ако
този ефект се получи при стой-
кое™ ва С по д 100ч- 120 pF, той
се компенсира чрез увеличаваие
на С, на съответното стъпало—с
около 10 pF или според капа-
цитета на диода. Нулирдщият
проводник представлява товар,
съответствуващ иа броя на три-
герите за нулиране (при това
трябва да се вземе под внима-
ние казаното закоефициента на
натоварваие). По тази причина
187
на фиг. 4.15 6 са дадени още
три принципно възможни реше-
ния за нулираие. Най-простата
възможност — ръчно нули ра-
не— е чрез означения с 1 бу-
тон. Тук няма нужда от защи-
та срещу вибрации, понеже още
при първото затваряне на контак-
та всички тригери се нулират и
следващите промени на нивото
на нулиращия проводник оста-
ват без последствия. Ако нули-
рането ще се предизвиква от
друго превключване, например
от изхода иа ТТЛ ЛЕ, този из-
ход трябва да се свърже, както
е показано с 2. Контактът
трябва да се разбнра символич-
но. За иулиране на тригерите иа
входа на ЛЕп се подава Н. Тук
трябва да отчита коефициеитът
на натоварване по изход на ЛЕп.
Със стандартен ЛЕ могат да
се нулират 10 тригера, .с мощен
ЛЕ (D 140) — 30, а при паралел-
на работа на два ЛЕ от една
ИС D140 — до 60 тригера. Ако
при схеми с повече тригери и
това не е достатъчио (по-често
обаче за да се пестят ЛЕ), може
да се използува транзистор по
начина, означен с 3. Транзисто-
рът трябва да бъде от планарно-
епитаксиален тип с колекторно
напрежение на насищане под
0,2 V, за да се осигури на вхо-
да на тригера ниво L<1,OV,
защото и без това върху дио-
дите се получава пад на напре-
жение 0,7 V. При кратковремен-
но подаване на Н през базовия
резистор с транзистора SF 126
могат да се нулнрат повече от
200 тригера. По този начин
юб^Апреди всичко се пестят
лоИрски функции и се нама-
ляя^онсумацията на ток.
188
4.1.4.З. D-тржгер D174
D-тригерът (D от аигл.
„delay" —забавяне) рядкоАтред-
ставлява интерес за любителите.
Продава се като ИС D 174.-Той
представлява трнгер с управле-
ние по фронт с един тактов и
един подготвителен вход. Так-
товият вход се означава с 7', а
подготвителният с D. Освен
това тригерът има вече позна-
тите входове и 5 и изходите
Q и Q. Принципната схема на
D 174 съдържа общо 56 тран-
зистора, 14 диода и 24 резистора.
На фиг. 4.16 а е показана
вътрешната логическа схема на
този тригер, койтО се състои
от няколко вътрешно свързани
RS-тригера. Неговите свойства
се основават на забавянията,
конто се получават при вътре-
шните свързвания на отделяйте
ЛЕ в ИС. ИС D 174 съдържа
две схеми от вида на показаиа-
та иа фиг. 4,16 а. По-подробно
обяснение на функционирането
не е възможно, а и не е необхо-
димо за използунане на тази ИС.
Затова по-нататък се опнсвасамо
външното действие на D-тригера.
Управление иа тригера по
фронт означава, че не е важ-
но нивото на сигнала на
тактовия вход, а промяната
на това иино, която именно за-
действува вътрешнит^_процеси
на превключване. ПрехоДът от
Н в L на входа установява
Q в L, а- преходът от Н в L на
5 установява Q в Н. Прилрже-
иото ниво или изменението на
входа D (означаван още кат^
„информационен вход") не пред-
извиква промяна на изхода, ако
тактовият вход не се измени:
Фиг. 4.16. D-тригер D174
с—логическа схема; б—графично означение за
един трнгер; в—таблица на нстинност; г—
действие на тактовия импулс Т\ д—разполо-
жение на изводите (една ИС D 174 съдържа
2 аезавнсими О-трюера)
Следователно отначало триге-
рът не възприема -информа-
ция та от входа D. За да стане
това, е необходим тактов им^
пуле, както е показано на
фиг. 4Л6г. Тригерът възприема
това ниво на входа D, което е
приложено в момента на пред-
ния фронт (от L в Н) на так-
товия импулс. Същото ниво се
появява на изхода Q веднага
(т. е. още през време на такто-
вия импулс!). Щом тактовият
импулс достигне нино Н, вхо-
дът D се отдели н не дейст-
вува повече, т. е. следващи про-
мени на нивото по вход D ще
останат без въздействие до ид-
ването на нов преден фронт на
тактовия импулс. Съответствие-
то между сигналите на входа D
и на изхода Q е дадеио в
таблицата зц, истинност на
фиг. 4.16 в. В иея с tn е означен
моментът непосредствеио преди
преДния фронт на тактовия им-
пулс, а с 4-и— моментът след
тактовия импулс, респ. когато
той достигне ниво Н. Предният
фронт на тактовия импулс пре-
хвърля веднага непосредствеио
приложения сигнал на вход D
към изхода Q.
Нека посочим тук едно инте-
ресно за любителите приложе-
ние, представеио на фиг. 4.19 а,
което произтнча директно от
таблицата за нстинност. Ако из-
ходът Q се свърже директно с
входа D и тригерът се управля-
ва по тактой вход, на изхода Q
непосредствеио се получава де-
ление на честотата в съотноше-
ние 2:1. След всеки тактов им-
пулс на входа D се получава
сигнал, конто е инверсен на пред-
ходния, т.- е. D-тригерът се пре-
включва веднаж при всеки так-
тов импулс, ако изходът му Q
свързан външио с входа D.
Ако изходът Q се използува за
управление на тактовия вход на
следващ D-тригер, то с една
ИС D 174 може да се реализи-
ра деление на честота 4:1 при
много малко вънщни връзки.
Всъщност същото’ деление се
189
Ык47р£д
AEfi-AEfViOO
J) се зап1ЛВа\
побрел^ на/,, Q. ce t/cma—
нобяба no
фро»т p-1 °
получава по принципната схема
от фиб. 4.156 със значително по-
евтиния D 100. Недостатъкът, че
тук са необходими 4 външни
елемента R и С, не е същест-
вен в любителската практика.
Ето защо значението на D-три-
гера като делител на честота за
любителите не е голямо.
D-тригерът D174 трябва да
се упрзвлява с много стръмни
фронтове, в противен случай той
не се превключва. Времето за
покачване на фровта L-Н спо-
ред схемата на фиг. 4.16 г тряб-
ва да е по-малко от 0,2 p.s, а
за продължителвостта на им-
пулса са достатьчни 14-2 ps и
даже по-малко. Следователно
D-тригерът трябва да се управ-
ля ва само със сигнали, отгова-
рящи на изискванията на ТТЛ.
Евентуално може да се наложи
предварителио формиране на так-
товия импулс с тригер. Означе-
нието D-тригер (закъснител, за-
бавящ тригер) се основава на
първоначалната цел ра прило-
жеиието му. Ако так товите вхо-
дове на няколко такива тригера
се свържат паралелио и по то-
зи .ышин се тактуват синхронно,
пос а щите с различно заба-
вянЯКгнали на входовете D се
появяват иа изходите Q едно-
190
Фцг. 4.17. Динамично
управлявая по фроцг
тригер-памет
временно. Така в по-големи уст-
ройства могат да се компенси-
рат (уеднаквят) различните про-
дължителности ва сигналите чрез
синхронизиране с D-тригери.
Всички сигнали се задържат до
идването на следващия тактов
импулс. Любнтелят има възмож-
ност да напрлви експериментал-
но с D 100 един динамичен RS-
тригер, управляван по фронт,
който фуикционално наподобя-
вя много D-тригер. Фиг. 4.17 по-
казва една примерна схема. Уп-
равляваният по фронт тригер е
изградеи с ЛЕ3—ЛЕЛ. Устано-
вяващите входове R и S, който
действуват статично, се включ-
ват чрез диодите Д4 и Д2 както
на фиг. 4.156. Различного зареж-
дане иа Q it С2 тук ие се оп-
редели от собствените изходй
на тригера, а от вклгочените пред
него подготвителии ЛЕ—ЛЕ^ и
ЛЕ2. Тактовият вход Т иормал-
ио е в L, а действието наыак-
товия импулс дадено на
фиг. 4.1*7. При L на Т ЛЕг и
ЛЕ2 са запушени, техн ите изхо-
ди са в Н и входът D е блоки-
ран. По предиия фронт на Т ЛЕ*
и ЛЕ2 получават разрешение. В
зависимост от това, какъв е сиг-
налът на вход D през време на
платото на 7, изходът на ЛЕГ
е в Н в съответно изходът на
ЛЕ2 е в L, или изходът на ЛЕг
е в L и изходът на ЛЕ2 остава
в Н. По време на платото на Г
комплемента рните изходи на ЛЕг
и ЛЕ2 създават условията за
различно зареждане на С, и С9,
както това беше вече споменато
при фиг. 4.15. Съгласно това
„програмиране" задният фронт
(преходът Н-L) на тактовия сиг-
нал превключва тригера ЛЕ3—
ЛЕ4 илн го „включва* в също-
то състояние, в което той е бил.
Подаденият към входа D сигнал
се „записва" по предния (L-H)
фронт на такта, а по задния
фронт (Н-L) се появява на из-
х одите (в този смисъл тук важи
таблицата иа истинност от
фиг. 4.16 в). Още от това описа-
ние става ясно, че тази проста
схема не е истински заместител
на D-тригера. За сравнение мо-
гат да се използуват също да-
дените на фиг. 4.16 и 4.17 так-
тови сигнали.
При използуване на тази схе-
ма трябва да се има предвид
следиото. Продължителността
на тактовия сигнал (състояние-
то Н на входа Т) трябв^да бъ-
де по-голяма от времето, необ-
ходимо за завършване на зареж-
дането на Сг и С2, т. е. за да
могат да се подават по-високи
тактови честоти, е необходимо
Ri, R2, С, и С2 да се изберат с
малки стойностн, но ие по-мал-
ки от минималните, определени
от условията за сигурно преоб-
ръщане Това от своя страна
по^тавя изисква ния за достатъч-
на стръмност на задния фронт
(Н-L) на такта, който се пода-
ва към ЛЕ3—ЛЕ* Накрая тряб-
ва да de подчертае, че промя-
ната на сигнала на входа D през
време иа платото на такта в оп-
ределени случаи води до непъл-
но презареждане на конде нзато-
рите. Това от своя страна не
гарантира точного прехвърляне
на последиата стойцост от вхо-
да D към изхода Q. По отно-
шение на генерирането на так-
та трябва да се обърне внима-
ние на това, че, както личи от7
схемата, входът Т товари так-
товия генератор с четири ТТЛ
товара през време на фронтове-
те (при промяна на нивото) и
само с Два товара'в статично
състояние. За гарантиране на си-
гуреи „завис* при дадените на
фнг. 4.17 стойностн ва елемен-
тите тактовият сигнал трябва да
продължава най-малко 2 pis. Екс-
веримеиталио е установено, че
за^тези стойностн и при изпол-
зуване на D Ю0 максималиата
тактова честота е 2504-270 kHz.
За любителя тази схема пред-
ставлява интерес като междинен
буфер (регистър) или като пре-
местващ регистър, особено ко-
гато той не разполага с D174
или използуването им ще оскъ-
пи твърде много схемата. От-
делни пробни схеми с D 200 при
#1-= #2-6,8 кЯ и Ct = C2=
= 16 pF работеха с тактови че-
стоти до 1 ,MHz.
4.1.4.4. JK-трнгер D172
•
За разлика от D-тригера D 174
JK-тригерът D172 изпълнява
всичките си функции статично.
Той се прилага многостранно и
е твърде интересен за любите-
лите. Вътрешната му схема и
разположението на изводите му
бяха показани на фиг. 1.6. По-
191
RuS едюбрЕШННО
-~L устаноБяба Q и i) Q. несе промем!
Q—н, 2) Тригерот ce npeStcMgyitL
след гпоБа cbcmopHUew ‘ - no Baku cnakm
e неопределено
Фиг. 4.18.ЛК-тригер D 172
«—графично означение: б—принцип на дей-
ствие .управлявши,—управляла и’; е—действие
на тактовия импулс; а—таблица на нстинност
ради ограничения брой изводи
и за сметка на възможно най-
голям брой подготвителни вхо-
дове J и К една HCD 172 съ-
държа само един тригер. Той
има следните работни параметры:
консумация на ток за една ИС D
172—10 mA (максимум 20 mA),
максимална тактова честота —
18 MHz. Всеки от входовете
Д-?73 и А^ч-Дз представлява по
един стандартен ТТЛ товар. Вхо-
довете Д, «$ и Т представляват
по 2 товара — 2^=2. Всички ос-
танали Дании, включително из-
ходите с АГо=!0 съответствуват
на стандартнее стойности за
ТТЛ ЛЕ. Производнтелите на ИС
дават препоръчителни стойности
за минималната стръмност на
тактовия импулс и др., но три-
герът работн сигурно и с твър-
де лошн фронтове. Когато се
държи на висока издеждност, ес-
теетьсно е да се избягва рабо-
та^Ксвно изменящ се фронт
наИИк.овия сигнал. Неизползу-
входове / или Д могат
без опасения да се оставят не-
свързани: свързваието им към
Н е излишне. Ако входовете R
и 5 не се използуват, те също
могат да останат иесвързани
Когато тригерът се управлява по
входовете /? и S, той може да
се използува непосредствеио ка-
то статичен тригер, подобен иа
тригера от фнг. 4,14. Товз е ед-
но възможно приложение, при
което входовете У, Т и К ие се
управляват. .Тогава те се оста-
вят несвързани. Ако се използу-
ва частично повредена ИС D 172
и функциоцалните „останки“ поз-
воляват, входът Г се свързва
към маса. Входовете R и 5 са
с приоритет пред останалите. Ако
на R (или иа 5) се пэдаде L,
изходът Q става L (респ. Н) в
съответствив с фиг. 4.У^г. В то-
зи случай състоянията на вхо-
довете Т, J н Д не влияят на
преобръщачего на тригера. Вход-
ната комбинация R~ S= L пред-
извиква като след-
ващото състояиие на тригера е
неопределимо. Затова както npVi
обыкновения RS-тригер тази ком-
бинация трябва да се избягва.
JK-тригерът е съставен от два
192
тригера, конто се устаиовяват
по общи шини /? и 5. Първият
е у правдива щ (master), а втори-
ят — управляван (slave). Такто-
вият сигнал Т разрешава отка-
чало функциовирането само на
управляващия тригер и одно-
временно чрез вътрешио инверти-
ране блокира управлявания три-
гер. Входовете J и са вът-
решно свързаин в логическа
функция И и при Г= Н действу-
ват като устаиовяващи входове
за управляващия тригер също
като R и 5 иа фиг. 4.14. Тук
обаче първо се установява само
управляващият тригер. По зад-
няя фронт на Т управляващият
тригер се блокира, У и Д' вече
не действуват, а управляваният
тригер се деблокира. Той прие-
ма записаната н управляващия
тригер информация и я извежда
на изходите на D 172. Ако този.
процес се повтори, последиото
състояиие на управлявания три-
гер се запазва и през времето
на предния фронт на Т, койтр
разрешава превключването на
управляващия тригер и блокира
управлявания. Едиовременно се
извършва запис на информация-
та (състоянията) на входовете
J и К в управляващия тригер.
Този процес е поясней на
фиг. 4.18 в. В състояиие на по-
кой (изходно състорние) T=L.
По предния фронт на Т (/) уп*
равляваиият тригер се отделя от
управляващия и се блокира, ка-
то последиото му състояиие се
запазва. При 2 се деблокират
входовете У и АГ иа управлява-
щия тригер. От тези момент
и през цялото време, докато
Г=Н, управляващият тригер
възприема информацията от
входовете J и К. Веднъж запи-
сана в управляващия тригер, ии-
формацията не може да бъде
унищожена, докато Г=Н. Зато-
ва евентуални промени на сиг-
налите на входовете J и К през
време на платото на Т или сиг-
нали, постъпили със закъснеине
след фронта на Г, често уста-
новяват тригера в неправилно
състояиие! По спаАащия фронт
при 3 става блокира не на вхо-
довете J и /С и вакрая при 4 се
извършва прехвърлянето на за-
писаиата информация от управ-;
ляващия тригер в управлявания.
В момента 4 се превключват и
изходите Q и Q, ако това с ле два
от таблицата за истннност. Про-
дължител ността на платото —
между 2 и 3 — е без значение
и може да бъде производно дъл-
га. Трябва само да се има пред-
вид. че ако през това време сиг-
налът на вход J или R стане
Н, той ще бъде възприет от уп-
равляващия тригер като Н и та-
ка ще остане записан. Следова-
телво този тригер е много чув-
ствителен към смущения с ниво
Н по входове J и К, когато те
са в L. Ако през време на пла-
тото е постъпил подобен сму-
щаващ импулс, съответният из-
ход ще се установи в Н след
момент 4. Тактовият вход Т е
чувствителен към отрицателни
смущаващи напреження със
стойност ^0,7 V ие само пора-
ди опасиостта от претоварване.
При наличните специфични вът-
решни връзки постытващите от-
рицателни напреження иа вхо-
да Т могат да симулират фал-
шив тактов импулс за управля-
вания тригер и да предизвикат
иеговото преобръщане. Показа-
13 Интегрвлни схеми
193
ният на фиг. 4.18 б ЛЕ за иивер-
тиране на Г в действителносте
эеализираи с два транзистора с
управление както в базата, така
и в емитера. Препоръчва се про-
води нците към входа Т да ие
бъдат по-дълги от 30 ст, в про-
тивен случай по тях могат да
се получат отрицателни отскоци
на напрежение — фиг. 2.11 и 2.12.
Изходите на тригера също са
чувствителни към смущения. То-
ва се отнася и за тригерите от
фиг, 4.14, 4.15 и 4.16. Чувстви-
телността се дължи на вътреш-
ните обратни връзки от изходи-
те към входовете J и Д'—
фнг. 1.6 а и 6. Смущаващите от-
скоци в проводниците на изхо-
днте, конто се прехвърлят об-
ратно в тригера, също могат да
предизвикат неговото преобръ-
щане. По тези причини тригери-
те не трябва да се използуват
като задаващи (спускови) еле-
менти, например те не са под-
ходящи за схеми като показа-
иите на фиг. 2.11 и 2.12. Лю-
бите лите могат да направят та-
кива опити при опроводяването,
при което не са изключени не-
желани преобръщания, м&кар и
само понякога. Изисква нията за
надежд ноет сакритерият, който
определи дали след тригера да
се включи буферен ЛЕ при упо-
треба на по-дълги проводиици
или можем да се откажем от него.
Връзката между сигналите на
входовете J и Д’ и изхода Q са
дадеии в таблицата от фиг. 4.18 г.
С tn е означено състояннето на
изхода Q преди тактовия им-
пул^вкреди 1 на фиг. 4.18 в, а
с гъстоянието след так-
гови^импулс (след 4). Както
личи от таблицата, при J—L и
194
Д=Н изходът Q=H. Особен ин-
терес представляват две състоя-
ния. При състояннето
на JK-тригера не се променя,
т. е. при тази входна комбина-
ция тригерът е блокираи в пред-
ходното си състоявие и повече
не реагира на Т. Обратно, при
/=Л=Н» например при неевър-
зани входове, JK-тригерът се
преобръща по всеки Т и сега
без външна логика работи като
делител на честота 2:1. В таб-
лицата не е дадено състояннето
иа Q, здщото, с изключение на
„забранената* комбинация /?=
=5=L, този изход винаги има
инверсната стойиост на Q., Ако
/ф К, при следващия такт Т три-
герът се уст’ановява в състоя-
ние, съответствуващо на вход-
ната комбинация, и осТава в то-
ва състояние до промяна на
тази комбинация.
4.1.5. Тригерни делители
иа честота
Тригерите са основни елемен-
ти на делителите на честота. В
следващите точки ще бъдат раз-
гледани ияколко принципни схе-
ми. В т. 4.6.3 са пояснени въз-
можностите за разширяване .на
делителите, за реализираие на
по-Особени коефициенти на деле-
ние и други подробности. Много
указания в тази облает има и в [2].
4.1.5.1. Делител с RS-трнгер
D 100, управляван по фронт
Фиг. 4.19 показва основната
схема иа делител в съотношение
2:1 с три различии типа триге-
ри. За варианта иа фиг. 4.19 а
може да се използува D 172 с
несв ързани входове J и К, на
който честотата за делене /вх се
подава на тактовия вход. Може
да се използува и D 174, като
изходът му Q-трябва да бъде
свързаи към входа D, а често-
тэта за делене също се подава
на тактовия вход (вж. също
т. 4.1.4.3). От гледна точка на
цената за любителнте епо-изго-
ден RS-тригерът, въпреки че за
него са нужии най-много външ-
ни елементи — на фиг. 4.19 б са
дадени ориеитировъчни стойно-
сти за R и С. Допълнителните
външни връзки и елементи не
са съществен недостатък за лю-
бителите, защото при умел мон-
таж (например вертикален) вън-
шиите елементи могат да бъдат
разположени непосредствено до
изводите иа ИС. Освен това
допълнителните разходи на труд
в любителската практика обик-
новено са приемливй за разлика
от същия случай в промишле-
иостта. *С една ИС D 100 могат
да се [й?ализират 2 делителя.
Подадената на входа честота.
излиза иа изхода като Свх
. 2
Тя може^ да управлява следва-
щия тригер, на чийто изход ве-
че се получава Следовател-
но по описания начин сетюсти-
га деление само в съотношение
2я: 1, където п е броят на на-
липните тригери. За деленйе в
друго съотношение се работи с
обрати и нръзки или с импулсии
„ враги1' (вентили) и с разделено
управление на тригерите.
Пример за това е делителят
6:1 от фиг. 4.20. Подробно опи-
сание на начина иа работа не се
дава — то може да се намери в
втМшП)
4/ fM+WkJi)
Фиг. 4,19. Основна схема на делително
стъпало 211 (двоичен делител) с D 172
и Д [74 (горе) ис управляван по фронт
RS-тригер (долу)
[33] . Първият тригер ЛЕГ—ЛЕ2
е включен като обикиовев дели-
тел 2:1. Ако той се пренебрег-
не и се приеме, че /вх постъпва
в точка QJf останалата част на
схемка трябва да дели в съот-
ношение 3 :1. В този смисъл ка-
заиото е в сила и за делителя
10:1 от фиг. 4.21, който след
отстрачяването на и ЛЕ2
може да се използува като де-
лител 5:). Между първия и вто-
рия тригер иа фиг. 4.20 е раз-
положеиа импулсната врата, съ-
ставена от С3, Дх, Rs и Rs. В
изходно състояние Ql~Q2=
=Q3=L. За някои приложения,
например за броячи, привежда-
нето в това състояние може да
се осъществи чрез допълнител-
ии ди^ди към всеки тригер съ-
гласно фиг. 4.15 6. В изходно-
(нулирано) състояние на схема-
та диодът Дг не е под напре-
жение и ще пропуска отрицателе
ни импулси. На фиг. 4.206 а
дадена таблица на състояният.
на изходите Qi~Q3 за отделни
те стъпала. При първия импулс
на /.х изходът Qt става Н, при
195
SxcSeH
ШИПОМ
/>)
AEt^AEs
Crxn-twfWpF
C7=C,3. H3(^SSpF)
Kr^r<*6,BFa
4l ~W32
°)
Фиг, 4.20
а—делите* на честота 6:1; б—таблиц» nit гь-
стояннята
втория— отново L и този спа-
дащ (Н—L) фронт се прехвърля
през С3, Дх и тактува следва-
щия тригер, чийто изход Q2 ста-
ва Н. Спадащият фронт попада
на входа на ЛЕ6, ио остава без
резултат, защото в този момент
състоянието на Q3 вече е L. Тре-
тият такт преобръща Qj отново
в Н, а четвъртият — едновремен-
ио Qi и Q2 в L. Преходът от Н
в L на Q2 премииава през С6 и
тактува Qs в Н. Сега иа катода
на диода се подава положи-
телио напреженне през Rt и той
се запушва. Следващите такто-
ви импулси не могат да преми-
нет през При петия такт Qi
става Н, при шестия — L, но по-
ради запущения Дг вторият три-
гер не се тактува. Спадащият
фронт на Qx преминава през С7
и преобръща Q3 в L. Стига се
до изходното състояние, когато
всички изходи са в ZL. Тук об-
ръщаме внимание на следното.
Четвъртият тактов импулс пре-
обръща Q2 от Н в L и този пре-
ход от своя страна преобръща
Н. Едновременио на Qt се
п 4Ьива преход от Н в L, кой-
пяИез С7 би преобърнал Qt в
L. За да се избегне това, С~ се
избира по-малък от останалите
кондензатори(нж. препоръчител-
ните стойкости на фиг. 4.20 a).
Тогава нежеланият импулс през
него затихва по-рано, отколкото
действуващият-през Св. Затова
именно импулсът през С6 опре-
дели състоянието на Qa.
Изходните сигнали на Q2
и Q8 (а при нужда и гехните
инверсии) могат да се използу-
ват като броячни изходи иа опи-
саните по-нататък десетични бро-
ячи, понеже подреждането на
сигналите в таблицата отговаря
иа т. нар. BCD код (в случая той
е съкратеи). Това важи също за
десетичния делител 10:1 от
фиг. 4.21. Той се различава от
показания на фиг. 4.20 само по
това, че между втория и третия
тригер (на фиг. 4.20) е добавен
още един тригер (ЛЕЪ—ЛЕе ььа
фиг. 4.21). За R и С важи всич-
ко, казано дотук. Кондензато-
рът С9 — функционален аналог
на С7 от фиг. 4.20 — може да
ие бъде непременно по-малък от
оста иалите, тъй като желаиият
ефект (на входа на ЛЕ7 да се
получи необходимият Н— L
фронт) се постига чрез закъсне-
нието на сигнала през тригери-
196
ЛЕ, СШЧКи
At-5A Yf2*32 tetMu C* AOOpF
Фиг. 4.21
л—схема на делителя 10:1 (5:1); б—таблица
на съсюяннята (BCD код)
те с Л£*3 и ЛЕЪ. Следователао
всички резистори, респ. кои-
дензатори, могат да имат еднак-
ви стойностн. Ориентировъчните
стойностн са дадеии на двете
фигури. Това са дол ни граиични
стойиости, с конто тези делите-
ли могат да работят при вход-
на честота най-малко 1 MHz.
Ако е значително по-ниска
от I MHz, може да се избере
7?=f10-?33 кй и С=220<-470рЁ.
По-големи стойкости не са не-
обходим^ тъй като R и С се
определят преди всичко otw
стръмността на фронтовете, а
при по-ниски чеСтоти стръмност-
та не зависи от продължител-
ността иа импулса! Към фиг. 4.21
не са необходими повече обяс-
нения. Импулсната врага с
работи по описания за фиг. 4.2С
начин. Както показва таблицата
на състоянията, от осмия входен
импулс е запушен, така че
преходът от Н към L на H3xq-
да Qi при десетия входен им-
пулс довежда схемата до изход-
но състояние LLLL. Тази таб-
лица също съответствува на BCD
код, нзползуван в дешифратор-
но-индикаторните стъпала. Схе-
мата- от фиг. 4.21 може да се
използува непосредствен© като
десетичен брояч.
4.1.5.2. Делител на честота
с D 172 н D 174
ь
JK-тригерът D Г72 може да
се използува непосредствен©
(без външни връзки) като дели-
тел на честота в съотиошение
2:1. Фиг. 4.22 показва делител
от такъв вид, съставен от чети-
ри стъпала. При нужда той мо-
же да бъде развит производно.
Изходът Q управлява следва-
щия тригер по тактов вход Т.
Up^i (входна честота / одновре-
менно могат да се снемат често.
тите и т. н. Входовете
J, К, и 5 се оставят иесвър-
зани. Afco е необходимо нули-
ра не на делителя (за фиксиран
във времето старт — например
в кварцовите часовници или по-
добии приложения), всички вхо-
дове R се свързват иакъсо и по
общия проводник се подава кра-
тък нмпулс с ииво L. През ос-
таиалото време нивото иа об-
щия проводник е Н, подавано
197
4x11172
fp fH f!B f!№
Фиг. 4.22. Верига or
двончни делители с
D 172
през резистор със съпротивле-
ние 25 к2, свързан към т-£7сс.
“'HCD174 също може да се
използува, но при нея входътD
трябва да се свърже външно с
изхода Q. На фиг. 4.23 са по-
казали две стъпала иа делителя.
Една ИС D174 съдържа два
тригера и в сравнение със схе-
мата от фиг. 4.22 са необходи-
ми само половината ИС. Тъй
като при D 174 обрат ните връз-
ки не могат да се реализират
без допълнителна логика, броя-
чът с D 174 дели само в съот-
ношение 2”:1. За разлика от
схемите с D 174 с D 172 могат
да се получат произволни съот-
ношения, като за целта се из-'
ползуват входовете /и К. Мно-
гобройни примери, съответните
времедиаграми и указания за
проектиране иа подобии схеми
за деление в съотношение от
3:1 до 13:1 могат да се наме-
рят в [2J.
На фиг* 4.24 е показан един
пример на делител 10:1. Неоз-
начените входове не са свърза-
ни. Естествено възможно е иу-
лиране на всички тригери чрез
обща шина, свързана към вхо-
довете R. Асинхронните делите-
ли, при конто тригерите се пре-
1кЯ17Ъ
’Щв]-
<»
f!2 /л
Фиг. 4.23. Всрнга от двоични делите-
ли с D П4
обръщат един след друг, имат
прелимството, че о проводя ване-
то между отделяйте тригери е
минимално и броят на необхо-
димите входове J и }\ е най-ма-
лък. В сравнение със синхрон-
ните делители те имат недоста-
тъкя, че допустимата макснмална
работна честота на входа е по-
малка. Когато трябва да се по-
стигне максималиата работйа че-
стота на ИС/ се използуват син-
хронии делители. Те се позна-
ват по това, че всички тактови
входове са свързани паралелно,
следователно всички тригери се
преобръщат едновременно. Же-
ланият коефициент на деление се
получава чрез блокиране на от-
делни тригери по.някои от вхо-
довете им J и К..
На фиг. 4.25 е показан син-
хронен делител 10:1. Ясно се
вижда, че при тази схема нма
-о//*
Фиг. 4.24. Асинхронен
делнгел на честота 10 :1
с D 172 с възможност за
одновременно сиемане иа
//5
198
Фиг. 4.25. Синхронен делител на често-
та 10: 1 с D 172
повече връзки, а следователно
вложеният труд и разходите по
опроводяването са по-големи.
Асинхроиният делител от
фиг. 4.24 работи с входни често-
ти до 4 МНг, а синхрониият от
фиг. 4.25 — най-малко до 18 MHz
(в зависимост от параметрите на
ИС и до 25 MHz). Недостатък
на синхронння делител е голя-
мото натоварваие иа общата ши-
на. към която са свързани всич-
ки тактови входове. Трябва да
се има предвид, че тактовият
вход иа D 172 представлява два
стандартни ТТЛ товара. По та-
зи причина даже при сравнител-
но простия делител 10:1 изхо-
дът иа ЛЕ—генератор на вход-
ната честота, се товари с No—
=8. Ако източникът на / не е
ТТЛ ЛЕ, а например входен
усилвател с биполярии транзи-
стори, в състояние L той ще се
товари с 12-?13тА! Затова син-
хронните броячи се използуват
рядко в любителската практика.
4.1.6. Скъсяваие иа импулси
Понякога е необходимо да се
скъся ват импулси, конто постъп-
ват с предварително зададена
продължителиост. Така напри-
мер за управление иа D 172 е
желателно импулсът да бъде
възможно най-къс. В този .слу-
чай може да се приложи схема"
та от фиг. 4.26. Постъпването
на преход L-Н на Вх2 води до
поява на кратък отрицателен
импулс на Изх\, чието начало
съвпада с фронта иа входния
импулс съгласно времедиагра-
мата на фиг. 4.26. Ако са необ-
ходима положи телни изходни
импулси, след Изхг се включва
допълнителеи инвертирагц ЛЕ—
формира се Изх2. Ако пък схе-
мата трябва да се задействува
от фронта Н-L на входния им-
пулс, на входа трябва да се до-
бави инвертиращ ЛЕ—формира
се Вхх.
Когато Вх2—L, изходът на
ЛЕГ е Н, но тъй като на вто-
рия вход на ЛЕъ има L, изхо-
дът Изхх е Н. При преход на
Вх^ от L към И входната ком-
бинация на ЛЕ-£ откачало е Н-
Н- поради времето за пре-
включване на ЛЕХ и забавящего
действие иа С. Следователно
Изх^—L. Тъй като при Н на
Вх% изходът иа ЛЕУ веднага
става L, при което С се раз-
режда много бързо, много крат-
ко време след това на съответ-
ния вход на ЛЕг се получава
L и ИзХ1 става отново Н. Мак-
сималио допустимата стойиост
за С е 1 nF, при което се по-
лучава време на закъснение,
респ. продължителиост иа из-
ходния импулс около 60 ns. Та-
зи продължителиост е удобна
199
Фиг. 4.26. Скъсяване на импулси
водниците. В повечето случаи е
достатъчно да се скъси няка-
за повечето задачи — например
за тригери от вида D 172, D' 174
и за броячите с по-висока сте-
пей иа интеграция като МН 7490,
.D192 и D 193 минималната
я^одължителност на импулса
се задана от производителите
от 20 до 30 ns. ЛЕ2 работи ка-
то формировател на импулси, а
при С— 1 nF все още не на-
стъпват смущаващи закръгле-
иия на фронтовете, затова из-
ходиият сигнал е с твърде
стръмни фронтове — времето за
иарастване и спадане е значи-
те лио под 10 ns.
Често към скъсяването иа
импулсите не се поставят тол-
кова строги изисквания. За по-
иеопитните любители точното
пре хвърляне на импулси с про-
дължителност от порядъка иа
ns представлява проблем от
гледиа точка на опроводяваие,
респ. на разположенне на про-
Фиг. 4.27. Скъсяване иа импулсн с по-
голяма продължителност
къв сравиително дълъг импулс
дотолкова, че следващите стъ-
пала, например моиовибратори
или други подобии елементи, да
се задействуват надеждно. В
такъв случай може да се задо-
волим с диференци ращото стъ-
пало от фиг. 4.27. Времедиагра-
мата показва съотношени^та
на импулсите. Продължителност-
та на изходния импулс се на-
стройва според нуждите чрез
С. Могат да се реализират вре-
мена от порядъка иа микросе-
кунди и в долната част на ми-
лисекуидната облает. Получе-
ният иа изхода ¥ сигнал е сил-
но деформиран — на времедиа-
грамата това е показано пре-
увеличено за по-добра наглед-
ност. Следващият ЛЕ действу-
ва като формировател на им-
пулси и като инвертор, така че
полярността на изходиия сигнал
съответствува на входния. Схе-
мата реагира само на прехода
Н-L на входния сигнал. Прило-
жение на тази схема, но без
втория ЛЕ, беше показано вече
на фиг. 4.7.
4.1.7. Забавяне на импулсн
Определеии малки закъсие-
иня иа импулсите с а иеобходи-
200
ми, когато например при никои
специални типове ЙС има из-
искване сигнал на входа за Дан-
ии да постъпи преди тактовия
сигнал, а тези два сигнала с а
идентични (тъждествени). Тогава
подаваният към тактовия вход
сигнал трябва да се забавн най-
малко 20-?30ns. Закъснеиияот
този порядък могат да се реа-
лизират със схемата от фиг. 4.28.
Когато Вх се променя от Н в
L, съответиата промяиа на из-
хода се забавя чрез С. Вторият
ЛЕ подобрява формата иа им-
пулса и връща първоиачалната
му полярност. При максимално
допустимата стойност иа С=
= 1 nF се получава време на
закъснение /зак около 60 ns. Вре-
меиата /зак1 и /зак2 съгласно
времедиаграмата не са точно
равии, така че продължителност-
та на импулса се променя ие-
значително. Все пак разликата
е само няколко ns. За запазва-
ие на определената чрез С стой-
иост иа /зак е необходимо да
се изпълняват неравенствата
и t„>'6t3aK. Ако са
необходими закъснения, по-го-
леми от 60 ns, се свързват по-
следователно няколко закъсни-
телни групи — фиг. 4.29. Общо-
то време на закъснение е при-
близително равно иа су мата *07
отделяйте закъснения. При’зна-
Фяг. 4.28. Забавяяе¥иа импулси
JI4I 1
*JOXg
(е inf^BOns) »
1зак.вйф=.л,Ьзик
Фнг. 4.29. Последователно f-свързване
на закъснителнн стъпала — времена?»
се сумврат
чително по-големи закъснения
този метод е иеприложим пора-
ди неоправдано големия брой
ЛЕ. В този случай се препоръч-
ва последователно включване
на два интегратора иа Ми лер и
тригер за формиране на импул-
са. Това решение се реализира
с 4 ЛЕ (1 ИС D 100) и позво- |
лява значително по-големи за-
къснения (вж. 4.1.9).
4.1.8. Удвояване на импулси
На фиг. 4.30 а е показана
схема за уДвояване на импулси
само с постоянна или изменяща
се в малки граници честота. За
съжаление подобии схеми за
производно променящи се че-
стоти не могат да се реализи-^
рат с ТТЛ схеми и с оправда-
иите за любителската практика
разходи.
Показаната схема се състои
от тригер (фиг. 4.2) и монови-
братор (фиг. 4.5). За не я е не-
обходим входният сигнал и не-
говата инверсия. Тъй като към
стръмиостта иа фроитовете се
поставят ©пределени изисквания,
на входа е предвиден трнгер,
изпълнеи с ЛЕГ и ЛЕг. Той да-
на на изход Уз близък до иде-
алния правоъгълеи сигнал с
входната честота, а на изход
Kj— неговата инверсия — фиг.
201
Фнг. 4.30
л—схема за удвоявэн* на импулс!; б -време.
лнаграми
4-30J6. По този на чинна У, или
У2 се получава спадащ (LH-)
фронт както при Ьреход L-H,
така и Кри преход Н-L на
входното напреженне. След ка-
то сигнатиге от изходите Ff и
У2 се диференцират чрез кон-
дензатори, те се събират през
диодите Дг и Д2. Така иа из-
хода У3 се получава т отрица-
телни импулсни отскоци с удво-
ената входна честота. Те задей-
ствуват моновибратора, съста-
вен от ЛД, ЛЕ*, Сг и 7?j. Не-
говата времекоистанта е опре-
делена чрез Сг и Rt така, че да
съответствува иа половииата от
продължителността на входния
импулс 4х- Както показва вре-
медиаграмата, от изхода Изх се
сиема правоъгълио напреженне
с удвоената входна честота.
Промяната на входната честота
ще доведе на първо място до
промяна на коефициеита на
запълване на Изх, защото £иэж
остава постоянно. Това ияма да
im значение за следващите
схеми, ако за тях се из-
ЛКува например само спада-
.щйят (Н-L) фронт на изход-
ния импулс. От тази гледиа точ-
ка функцията „удвояване" все
още ще се запази. Тя се нару-
шава едва когато /вх се прибли-
жи до стойността, фикс Ирана
за ZI)3X. В този случай се полу-
чава скъсяване на времето на
възстановяване на моновибра-
тора^и под негово влияние — н
на /нзх, ио при внимателна на-
стройка иа /изх/ реалният обхват
иа изменение на входната че-
стота е от 0,4 до 1.5 /вх. Пове-
че подробности за този метод
могат да се намерят в [49J.
4.1.9. Интегратор на Милер
За по-големи закъснения, за
подтискане на кратковременни
отскоци иа напреженне и дру-
ги подобии е много подходящ
инуеграторът иа Милер, който
се реализира с един стандартен
ТТЛ ЛЕ. Той е функционален
аналог на едноимеината схема,
изпълнена с дискретни траизи-
стори. На фиг. 4.31с е показа-
на прннципната схема, а иа
фиг. 4.316 — съответните вре-
медиаграми. За по-лесно схва-
щане на начина на действие на
схемата иека си припомним въ-
трешиата схема на стандартиия
ТТЛ ЛЕ (фиг. 1.2 а). Минимал-
ната стойност иа е 6,8 кЙ
и тъй като той почти не влияе
иа времеконстантата на интегра-
тора (сравни с [35J), иеговата
стойност не се избира много
по-голяма. Поради голямата
стойност иа включеният към
него вход възприема ниво Н,
защото определената от
стойност на тока не е достатъч-
на за отпушване на 7\ от ЛЕ
(фиг. 1.2 а). Следователно Изх
е в L. Щом на Вх се приложи
L, Изх става веднага Н, поне-
же свързаният към входна
ЛЕ е без значение при Z?x=L.
Сега кондензаторът Су се за-
режда от Изх през до око-
ло 3,5 V. След това върху Ry
вече няма пад на напреженне,
защото целият емитерен ток на
от ЛЕ тече през Вх, а оста-
иалите емитери (в случая свър-
заният с /?1) са без ток. При
прехода на t7BX към Н t/H3x ще
се стреми към L. В действител-
ност отначало на Изх се полу-
чава малък напре жителей от-
скок към +5V, който няма
значение за практиката. Той се
получава поради това, че при
Вх—Н вторият емитер на Ту
от ЛЕ пропуска малък ток през
Ry, предизвиквайки положите-
лен пад на напреженне — око-
ло 1,5 V. След това напреже-
нието на Изх спада. Спадането
се прехвърля през Сг и дейст-
вува върху Rr, като прави по-
те в пиал ът му все по-отрицате-
лен. Тази отрицателна обратна
връзка през Q пречи на бързи
промеии на Изх, защото вхо-
дът на ЛЕ следва иапрежение-
То на изхода. Входният ток на
ЛЕ разрежда кондензатора, иа-
прежението в точката на свърз-
С, ijnx^Ojits
о)
Фнг. 4.31
о—интегратор на Мидер; б—времедиаграми
ване на Ry и постепенно ста-
ва по-положително, това води
до намаление на £7ИЗХ и т. н.
Процесът е завършеи тогава,
когато U,ax достигне. ниво L.
Протичане на ток през Сх вече
ие е възможно и поради голя-
мата стойност иа Rj входът на
ЛЕ отиово е в Н. Ако на Вх
отново се подаде L, Изх вед-
нага става Н, защото при този
преход свързаният с С] вход е
без значение. Следователно ин-
теграторът на Милер забавя са-
мо нарастващия фронт на вход-
ното напреженне! Ry почти не
влияе на забавя нето. Времето
на закъснение ZaaK се определи
само qj стойността на Су и
входния ток на ЛЕ, чиято стой-
ност е 1 mA, т. е. е отнапред
зададеиа величина на ИС. В мо-
мента на прехода на t7I13X Н—L
Ry влияе върху времето за въз-
становяваие на интегратора, за-
щото през този период Ct се
зарежда през Ry. Затова е из-
годно Ry да не се избира по-
голямо от 10 кй. Полегатият
фронт Н—L на 67нзх има почти
линеен ход. Време диаграми за
други точки на схемата могат
да се намерят в [35J. Времето
иа закъснение се определи до
момента на достигане на стой-
203
Фиг. 4.32
л—мема за голимо закъснение на жмта
•фронта на импулса; б—времеднаграмн
ността иа праговото напреже-
ние (типова стойиост 4-1,4 V
съгласно фиг. 2.2) на следва-
щия ТТЛ ЛЕ. Зависимостта ме-
жду /за|С и Ci е линейна. От да-
дените на фиг. 4.31 стойности
може непосредствено да се пре-
изчислят стойностц^ на С, за
други времена на закъснение.
Самовъзбуждане в ЛЕ (фиг. 2.3)
при този режим на работа се
избягва надеждно чрез С1г но
пълзящото изменение на Uli3y.
може да предизвнка подобен
ефект. в следващите ЛЕ.'Затова
след интегратора иа Милер
трябва да се свърже един три-
гер. Тъй като интеграторът за-
бавя само еДиния фронт на
входното напрежение, полезно
е да се комбинират дне такива
стъпала с един тригер. За цел-
та са иеобходими 4 ЛЕ, конто
се съдържат в една ИС D 100.
Подобно развитие на схемата е
показано иа фиг. 4.32. ЛЕ} и
ЛЕ2 образуват по един интегра-
тор на Милер, а за формиране
на импулсите е добавен триге-
рът ЛЕ3—ЛЕ± (фиг. 4.1.) Начи-
нът_ца . работа е пояснен на
ф1^к32 б. Процесите в точки
съответствуват на по-
ка ЯКге на фиг. 4.316, при кое-
то UK3X на първия интегратор е
едновременно за втория.
Полученият на У3 полегат
фронт се формира от тригера,
така че на Изх отново се по-
лучава правоъгълен сигнал. Вре-
мената иа закъсиение на изход-
иото напрежение ца Изх спря-
мо съответните фроитове на Вх
могат да се иастройват поот-
делио (/„к1 с С, и ^зак2 с С2) и
при нужда да бъдат различии.
Интересна е реакцията на тази
схема при входии снгнали, кон-
то са по-къси от /зак1, респ, от
/зак2. В този случай при единия
интегратор прагът на превключ-
ване 1,4 V не се достига и
следващият ЛЕ не се задейству-
ва. Следователно импулсите,
чиято продължителиост е по-
малка от /зак1 или /зак2, се под-
тискат на изхода. Това е при-
чина тази схема да се използу-
ва преимуществеио за защита
срещу късй паразитни импулси
по входящи или свързващи про-
водници. Тези къси импулси са
най-честата причина за непра-
вилна комутация на моиовибра-
тори или тригери. Този иачин
се препоръчва особено при реа-
лизиране на моновибратори (ре-
лета за време) със защита от
смущения иа входа. В този осо-
бей случай тригерът не е необ-
ходим, тъй като моновибраторът
поема неговата функция.
204
На фиг. 4.33 е показана схе-
мата на подобен моновибратор
със защита на входа чрез инте-
гратор на Милер. Подробности
за действието могат да се на-
мерят в [35]. В изходно състоя-
ние на моиовибратора изходът
му е в Н, а входът —в L. Вре-
мен онстантата на моновибрато-
ра ta може да се пресметие по
даденото приблизително равен-
ство. Със стандартните стойно-
сти иа С3 и /?3=250 кЙ се га-
рантират времена до 6 min. /?3
трябва да бъде тример (на
фиг. 4.33 не е показано) и мо-
же да се измени в обхвата от
10 до 250 kQ. Чрез него ta мо-
же да се настройва в широки
граници. При това минималисте
очакваио време ta трябва да бъ-
де зиачително по-голямо от вре-
мената на закъснение на инте-
граторите, зададени чрез С± и
С2. Обикновено Cj C2. След
като се определи мииималната
стойиост иа се избира £зак
съответно по-малко и тогава се
изчисляват Сг и С2. Както за
фиг. 4.31, така и за фиг. 4.32
Фнг. Л.ЗЗ. Моновибратор със защита
срещу смущения, подходящ за реле
за време
ЛЕЛ-ЛЕ^-Ъ 100
7^—& 216E-F (В>250К
С 7?Л iJ?„-=»lC-f2S0 ЬД)
(C^4nF-MOOO juF)
се получават по около 10 ps на
1 nF. Моновибраторът се задей-
ствува от ниво Н иа Вх, при
това в съгласие с казаното до
тук продължителността на вход-
ния сигнал £Вх трябва да бъде
по-голяма от 4ак. Продължител-
ността на не влияе на ta. От
една страна, /зак трябва да се
избере по-малко, а от друга та-
зи малка стойност естествено
иамалява защитата от смуще-
ния. Затова /зак се избира така,
че да бъде малко по-малко от
конкретната стойност иа /в1.
Ако например задействуваието
става чрез бутон. tm не е много
по-малко от ОД s (едва ли може
един бутон, да се задействува
по-бързо). Тогава /зак ие бива
да се избира по-малко от
0,05ч-0,08 s, при това ta ё съот-
ветно по-голямо — 0,3 s и по-
вече за нашия пример (изисква-
нето е
Фиг. 4.34 показва една въз-
можиост за приложение на схе-
мата от фиг. 4.33 като реле за
време, което може да се изпол-
зува много «широко— часовник
за експониране, автомат за стъл- t
бищио осветление и др. На мя-
стото иа означения с „реле за
време “ блок иа фиг. 4.34 тряб-
ва да се има предвид пълната
схема от фиг. 4.33. Показано е
само обработването на входния
4? « с, ’’tgR.ifrnS'K.Q. Jtfj
I
T3-6C sot Ait 4 - ^{ZM /77^<7/77zz
Фиг. 4.34. Допълнителни схеми на вхо-
да я нзхода на схемата от фиг. 4.33 за
приложение в релета за време
и изходния сигнал. За да мо-
же да се използува прост бу-
тон само с нормално отворен
контакт, се добавя помогцният
транзистор Г2, който при отво-
рен контакт е отпушен и вхо-
дът Вх (схемата от фиг. 4.33)
възприема ниво L. ПрЖзатваря-
не иа Б транзисторът Г2 се за-
пушва, Вх става Н и релето за
време се стартира. Времето,
през което Б е затворен, може
да бъде по-дълго от t„. Трупа-
та 1 kQ, 0,1 pF в базата иа Г2
предпазва транзистора от по-
големи отскочи иа смущаващо
напрежение по проводниците
към Б. Такива отскоци могат
да се получат при по-дълги
проводници, минаващи близо до
мрежовите пронодници, какъвто
е случая т със стълбищното
осветление. През времето на им-
пулса на моновибратора изхо-
дът Изх става L, Г3 от фиг. 4.34
се отп^шва и релето се задей-
ствува. Понеже Р се захраива
от иоминалното ТТЛ иапреже-
ние, трябва да се използува ре-
t3a 4~5V, например 4V/88Q.
> е необходимо по-мощно
е, то може да се свърже
през допълнителеи транзистор
Г4 (от тип SF I264-SF128 или
206
по-мощни силициеви NPN тран-
зистори) по начин, показан на
фигурата с прекъсната линия.
Така могат да се свържат съ-
що по-мощни контактори, чието
номинално напрежение и номи-
нален ток се избират производ-
но в граничите на допустимите
стойности за 7*4. За схемата иа
фиг. 4.33 при описаните прило-
жения е необходимо С^=С2=
= 5 pF и С3 = 50 4-1000 pF, ка-
то евентуално С3 се превключ-
ва стъпално. За може да
се използува потенциометър
250 kQ, свързан последовател-
но с постоянен резистор 10 kQ.
Прц тези стойности с релето за
време може да се покрие об-
хвата от 1 s до 6 min.
4.1.10. Превключване
без вибрации
Както вече беше обяснено в
т. 3,1.7 за MOS техниката, меха-
ничните превключвателн вибри-
рат, т. е. за кратко време да-
ват многократно контакт. Зато-
ва и при ТТЛ схемите не е
възможно без специални пред-
пазни мерки да се получи един
единствен определен импулс от
бутон, превключвател или реле.
За схеми, конто при такъв им-
пулс заемат определено състо-
яние и не реагират на следва-
щи импулси, като R и S входо-
Фиг. 4.35. Схеми за
предотвратяване влия-
иието иа вибрациите на
коятактите:
а, б—за превключвашн
кантакти; в, г—за нормално
о1верени контактн
ff)
220 220
ве на тригери или стартови вхо-
дове на моновибратори (конто
впрочем при отваряне на стар-
товия контакт, ако междувре-
менио времето на генерирания
импулс е изтекло, са склонни
към повторно задействуване),
не е необходима защита от ви-
брации. Във всички о стана ли
случаи защитата е задължител-
иа.
Фиг. 4.35 показва няколко
възможности за превключване
без вибрации. Коя от тях да се
избсре, зависи от целта на при-
ложение™ и от честотата на
превключване. Най-про<^тата
възможност е чрез RS-тригер
(фиг. 4.35 а и т. 4.1.4.1), обаче
тук е необходимо превключва-
телят да има два контакта. Ос-
вен това, ако проводниците
къусК са дълги и ако не са
ширмовани, тази схема може да
се окаже чувствителна към сму-
щения. Входът на тригера, кой-
то в момента е в Н, може да
станс кратковременно L поради
къс смущаващ импулс, прехнър-
лен например по капацитивен
път. При това съответният из-
ход ще стане Н пене за време-
то на смущаващия импулс, т. е.
ще се получи Изх=Изх—\А.
Подобии смущения мотат да се
избягнат иапълно, като входо-
вете се защитят чрез RC-rpy-
пи и се подаде положително
преднапрежение — фиг. 4.35 6.
Сега превключвателят К може
да се свърже с дълги провод-
ници — това ие е критично. Ако
А е контакт на реле с голяма
честота на превключване, кон-
дензаторите могат да се нама-
лят до 5 pF—тогава максимал-
ната честота иа превключване
на К те бъде ICKX-Hz. При
50 pF все още се елимивират
мощни смущения с мрежова
честота, а определената с тази
стойност на С честота на пре-
включване — 10 Hz, е достатъч-
на при ръчио задействуване. На
изходите се получава сигнал,
който отговаря на изискванията
иа ТТЛ.
Често К. е предвари те лн о зр-
даден като нормално отворен
контакт, така че използува нето
на тригер е невъзможно. Тога-
ва се комбинира схема за за-
къснение с тригер (съгласно
фиг. 4.2), за да се получат ТТЛ
сигнали със стръмни фроитове.
Такова изпълнение е показано
иа фиг. 4.35д. Когато Д' е за-
творен,. Изх=Ь. Възможно е и
използуването на интегратора
на Милер—фиг. 4.35 г. Необхо-
димо е след него (виж. фиг. 4 31)
да се включи най-малко един
ЛЕ за формиране на импулса.
Кондензаторът С се- избира от
207
1 до 5 pF, но не по-голям, от-
колкото е необходимо за под-
тнскане на вибрацинте в кон-
кретния случай. Тогава свърза-
ният след интегратора ЛЕ е до-
статъчен за постнгане иа стръм-
нн фронтове на Изх за управ-
ление на следващи ТТЛ ЛЕ.
Все пак нарастващият фронт
иа Изх е около 0,5 ms. Входът
иа ЛЕ, свързан сЯ, е относи-
телно чувствителен към смуще-
ния и затова обнкновеният ин-
тегратор е по-неизгоден, откол-
кото тригерният вариант на
фнг. 4.35 в. Едно много добро
решение, което може да се при-
способн към всякакви условия,
е комбивацията на два интегра-
тора с един трнгер, нзпълнен по
схемата на фиг. 4.32. Ако към
Вх от фнг.4.32 се добавн защит-
на та схема съгласно фиг. 1.30 а,
ще се получи вход, кой-
то може да се управлява от
контакт по дългн проводници с
добра защита срещу претовар-
ване н смущения. Йзобщо лю-
би телнте ще използуват схема-
та от фнг. 4.35 а, а когато налич-
ннят контакт не позволява то-
ва— схемата от фиг. 4.35в.
4.1.11. Съгласуване по ниво
между ТТЛ и MOS
системи или операционки
уснлвателн
В т. 3.1.10 вече бяха нзясие-
ии случайте, при конто е необ-
ходимо съгласуване по ниво
между ТТЛ и MOS схемн, как-
то и възникващнте при това
проблема— фнг. 3.34. Понякога
е ^Шходнмо също така да се
на^Мн преход от нзхода на
едятоперациснеи усилвател (в
най-общия случай А 109 С) към
вход на ТТЛ или MOS ЛЕ.
Следващнте примери показват
как може да се реализира това.
Като се отчитат условията на
любителската практика, се раз-
глеждат само тези варианти
конто използуват обща маса за
двете снстеми, респ. общ извод,
който и в двете системи обик-
новено се използува за нулева
точка на захр^нващото напре-
жение. Понякога в промишле-
ността се използуват схеми, при
конто захраиващото напреженне
—13 V за MOS ИС се свързва
с потенциала 0 V за ТТЛ ИС.
В тозн случай MOS схемата
(приведено към ТТЛ) се захраи-
ва с 4-13 V (нулев потенциал
за M®S)h-—13V (което е равно
на —27 V спрямо извод В на
MOS HS и едновременио с ну-
лев потенциал за ТТЛ). В лю-
бителската практика това е не-
допустимо.
Оптроннте, някои от конто
(например тип МВ 101) са до-
стъпии и за любителите, пред-
лагат "едно почти идеално свър-
зване без галванична връзка. Те
се състоят от един (инфрачер-
вен) светодиод н един фото-
траизнстор, разположенн в не-
прозрачен корпус. Подробности
за този елемент и някои възмож-
ностиза изработката му могат
дасенамерят в [14]. Туке важно
постнгане на достатъчно внсо-
ка горна гранична честота, за-
щото в противен случай не са-
мо спада максималната честота
на прехвърляне (което за лю-
бителската практика не е реша-
ващо), но се иамалява и стъм-
ността на импулснте, което иа-
лага след нзхода на оптрона да
208
T,-SMV5Z li-SSlten
Фиг. 4.36- Съгласуване на ТТЛ изход с
MOS вход чрез оптрон
се евърже формировател на нм-
пулен. Промишлеио пронзведе-
ннте оптронн не изискват така-
ва мярка поие за любителскн
цели.
На фнг. 4.36 е показан пре-
ход от ТТЛ изход към MOS
вход през оптрон МВ 101. За-
даващнят ТТЛ ЛЕ е натоварен
с A/o=10, следователно може
да захранва само оптрона, но не
и допълнителнн ЛЕ. Ако това
е необходимо, трябва да се нз-
ползува мощен ЛЕ от D 140.
При L на изхода на ЛЕ се за-
действува светодиодът. Излъч-
ваието му попада на фототран-
зистора Гф, при което входът
на MOS ЛЕ също става
L (—13 V). Това свързване с
МВ 101 може да се използува
най-малко до 200 kHz.
Обратният случай е показан
на фиг. 4.37. Светодиодът се
възбужда от помощния тран-
зистор Tv Ако на Вх има L (за
MOS логика), светодиодът из-
лъчва, фототранзисторът отпуш-
ва Т2, при което входът на ТТЛ
ЛЕ също става L (за ТТЛ). И
с тазн схема също се дОстига
до 200 kHz. Ако любнтелят не
може да си достави МВ 101,
Фиг. 4.37. Съгласуване на MOS изход с
ТТЛ вход чрез оптрон
той може сам да направн подо-
бен евързващ елемент. Започва
се по описания в [32] начни най-
напред с фототранзнстора, като
се предпочнта екземпляр с мно-
го голямо р. За светодиод се
използува VQA 12 или подобен
с червена светлина. Много не-
подходящи са светоднодн с ни-
фрачервена светлина. Корпусът
на транзистора се отваря, све-
те днолцьт се поставя ййнмател-
но блнзо до кристала на тран-
зистора н грижливо се центрн-
ра, след което се фнкенра със
заливаща маса. Все пак по този
иачин не могат да се постигнат
параметрите на промншленнте
оптрони и съответните работай
процеси не са гарантиранн.
Фнг. 4.38 показва схеми за
днректно галванично свързване
прн преход от ТТЛ към MOS ЛЕ.
Масата на двете системи е об-
ща. Прн схемата на фис. 4.38 а
нзходът на ТТЛ ЛЕ управлява
транзистора 7^ от тип NPN. За
него е необходимо допълнител-
но напреженне +12 V, което
линсва в снетемите. То може да
се получи по подходящ начни
от схемата за захранване на
ТТЛ ЛЕ (често това напреже-
14 Ижтегрхлин схеми
209
иг 7 П^/.'Пж ~vt(Mos)
дго—[V-cn-^* f&-° fa*
ТГЛ 94 ЛЮ5
ТТЛ — MOS
7, -SSZfO . f
a) QA-3ZX 79/^13
ТТЛ —— MOS
7f ~KFSI7,KFyf8
i)
Фиг. 4.38. Схеми за преыинаване (съгла-
суване) от ТТЛ към MOS ЛЕ
нне е входна стойност на ста-
билизатора за 4-5 V) нли от
наличек блок за захранване от
мрежата. Максималните откло-
нения от 4-12 V са ±0,5 V.
Освеи това е необходимо и MOS
захранващо напрежение Uv—
=—27 V. Когато съгласуваща-
та част от Т\, ЦД и резистори-
те се монтярат в устройството
с MOS ИС, 7/2~ + 12 V севзе-
ма от иеговня блок за захран-
ване. Ценеровото напрежение на
ЦД трябва да б-рде 12 4-13 V.
Прн L на входа на ТТЛ ЛЕ се
получава Н на изхода на MOS
ЛЕ и обратно. Озиаченията на
нивата отговарят на приетите за
логиката на съответната система.
В схемата на фнг. 4.38 б до-
Йшителното напрежецие не е
во. При вея се използува
|*цнев PNP транзистор, се
тройва така, че когато иа вхо-
да на ТТЛ ЛЕ има L (връзка
към маса), на изхода на MOS ЛЕ
да се получи —2 V. Прн Н
на входа на ТТЛ ЛЕ иа нзхода на
МО5ЛЕ трябва да се получи
L>—9 V. След настройката
може да се замени с постоянен
резистор. Внимание: не бива да
бъде нула! Трябва да се започва
с голяма стойност. Прн тази схе-
ма захранващнте напрежеиия на
двете снстемн трябва да бъдат
стабилизирани.
Премннаваие от MOS нзходи
към ТТЛ входове може да се ре-
алнзира със схемата от фнг. 4.39.
За варианта от фиг. 4.39 а се
използува MOS транзистор Т,,
за който се предпочита тип
SMY 52! Ако 7\ нма зиачнтелнн
отклонення*на праговото напре-
жение, препоръчва се да се из-
мени малко резисторът 100 kQ.
Друга възможност за това е из-
ползуването на „чуждня.аа си-
стем ата“ SM 103 нли SM 104
(вж. [9]) според фнг. 4.39 б, но
едва ли може да се мнне без
подбор на екземпляра. Прагово-
то напрежение Up на Г2 трябва
да бъде*—84—10 V, а макси-
Фнг. 4.39. Схемн за преминаване (съ-
гл асу ване) от MOS към ТТЛ ЛЕ
ш Ис(ттл)
а)
ТТЛ
5MVJ2
MOS —
ТТЛ
ТТЛ
ТТЛ
M0S
МОЗ
Тг-5МЮЗ№) *-
Ur*-fr-lDV
О) Jzss .
.<••4-. 'к
210
Фиг. 4.40. Съгласуване иа
изход иа операнионен
усилвагел:
а—с ТТЛ мод; 6— с MOS вход
а) г. Q9— Щ У
малният ток на дрейна lDSS— от
3 до 5 mA. Двете стойности мо-
гат да се определят по метод н-
те, дадени в [I] н [9]. Rr се на-
стройва така, че прн смяна на
ннвото на входа на MOS ЛЕ и
на изхода на ТТЛ ЛЕ Да се по-
лучат предписаните стойности
за L (^0,2 V) н Н (>3,0 V),
т. е. ТТЛ ЛЕ не бнва да оста-
не в забраиената облает. Ко-
ректни стойности за нивата се
получават при въртене на плъз-
гача на R± в рамките на опре-
делен ъгъл. Обнкновено плъз-
гачът на Rt се оставя в среда-
та на така определената облает
нлн след настройката RT се за-
мени с постоянен резистор.
Любителнте все повече из-
ползуват аналогевн ИС като ОУ
(почти винаги тип А 109 или
еквнвалентнн по параметри ти-
пове). Изходът на ИС тип А 110
(ОУ, респ. компаратор) е нзпъл-
нен за днректно свързване към
ТТЛ и не нзисква съгласуване.
ИС А 110 не може да се евърз-
ва днректно, към MOS ЛЕ!
Фиг. 4.40 показва две възмож-
ностн за преход от изхода на
А 109 съответно към ТТЛ и
MOS ЛЕ. За да може да упра-
влява евързаните зад него ЛЕ
с необходнмите нива, изходът
на ОУ трябва в случая на
фиг. 4.40 а да покрива обхвата
на напрежеиия от 0 до 10 V, а
в случая на фнг. 4.40 б —от
—2 до —9 V. Защита от пре-
напреження или неправнлна по-
лярност осъществява показани-
ят днод. Евентуални обратни
връзкн от изхода на ОУ към
иякой от входовете му, честот-
на компенсация н т. н. трябва
да се изведат непосредствено
от нзхода на ОУ, т. е. пред и по-
следователно свързани я рези-
стор 470 Q, респ. 10 к£2. Включ-
ването иа тригер на изхода на
ОУ се налага порадн това, че из-
ходното Напрежение може да
взема междиннн стойности нли
да се нзменя бавно. За прнло-
жението при ТТЛ ЛЕ тригерът
е показан (вж. фнг. 4.2), а в ня-
кон случаи той може да се ока-
же необходим н при MOS ЛЕ,
въпрекн че на фнг. 4.40 б не е
показан. Подходяща за това е
схемата от фиг. 3.8 а с Rx—R2=
=100 k£2, чийто вход Вхе тьж-
дествен на входа на MOS ЛЕ
на фнг. 4.40. Когато трябва да
се свърже нзходът на пригоде-
иата за ТТЛ схемн ИС А 110
към вход на MOS ЛЕ, е подхо-
дяща схемата от фнг. 4.38 бу
при което нзходът на А 110 се
евързва иа мястото на показа-
ния там изход на ТТЛ ЛЕ.
211
4.1.12* Управление на „чужди"
(не ТТЛ) товарн от ТТЛ изходи
Почти вннагн може да се пре-
мине от нзхода на една ТТЛ
схема към „чуждн за система-
та“ нзпълнитедни органн — ре-
лета, лампн и други подобии. Из-
ходните характеристики (фиг. 2.9)
показват товароспособността на
изхода иа ТТЛ ЛЕ. На изхода
на стандартен ЛЕ в състоянне Н
има напрежение на празен ход
около 3,5-i-4,0 V, което при на-
товарваие съответно спада. Как-
то личи от фнг. 2.9, когато след
нзхода са включенн входове иа
ТТЛ ЛЕ, той може да се нато-
вари най-много с 10 mA, за да
ие се слезе под миннмалната
стойност 2,4 V за ннво Н. То-
варът от 10 mA включва н об-
ратния ток на емнтернте на след-
ващите входове на ЛЕ, конто
обаче рядко надхвърля 10 рА
за вход. Мощннте ЛЕ на D 140
допускат приблизителио двойно
по-голям ток. Трябва да се обър-
не внимание, че фиг. 2.9 дава
само тнпични средни стойности,
конто се колебаят силно прн от-
делимте екземпляри ИС и осо-
бено при предлаганнте на лю-
бнтелите ИС тези колебания са
в посока на по-малките стой-
кости. Напротив, нормалннте тн-
пови ИС често са „по-добри“,
отколкото сочат характернсти-
ките. Освен това фнг. 2.9 а ва-
жи само за стандартнн ЛЕ с
противотактен нзход, докато ИС
с „отворен колектор" като D 103
(фиг. 1.5) естествено в състоя-
mgfc не дават напрежение на
н^На. Изходннте характерн-
cmtF за ниво L (фиг. 2.9 б) ва-
жат също н за ЛЕ с отворен
212
колектор, доколкото те са па-
ралелен тип иа стандартиия. Ако
липсват даннн, за нзходите с
отворен колектор е допустим
ток 20 mA, но не повече. Ако
няма нужда да се спазва ниво-
го Н (ако тозн нзход няма да
управлява ТТЛ входове), е въз-
можно по-голямо токово нато-
варване, при което изходното
вапреженне намалява съгласно
фнг. 2.9 а. Токовете, конто те-
кат при късо съединение, се
получават също от изходннте
характеристики. Късо съедине
нне към маса се допуска само
за стандартннте О 100-e-D 130
в режим на непрекъсната рабо-
та, н то само за един ЛЕ от ИС.
Изходите иа мотц^ня ЛЕ D 140
и на ИС с по-висока степей на
интеграция могат да се включ-
ват в състоянне Н иай-много 1 s
към маса. Късото съеднненне
на нзходите на тригерите (D 172
D 174, D 192, D 193 и др.) към
маса водн до преобръщането
нм. Поради това подобии изхо-
ди трябва да се товарят само
толкова, че нивото Н да не спа-
да под 2,4 V.
В състояиие L долннят тран-
зистор в нзхода на ЛЕ е отпу-
щен. Когато колекторният ток
иадхвърлн тока на насищане,
колекторното напрежение стръм-
но се покачва. Трябва да се
остави достатъчеи интервал до
началото на стръмното покачва-
ие, защото с покачване на t/H31£
възникват увелнчаващи се загу-
би на мощност в изходння тран-
зистор на ИС, конто бързо го
разрушават топлинно. Това ста-
ва особено лесио, когато пора-
дн късо съеднненне захранва-
щото напрежение се подаде на-
право към нзхода с ниао L. В
състоянне L нормалннят изход
на ЛЕ (отиася се н за изход на
схема с отворен колектор
—D 103) може да пропусне око-
ло 20-?25 mA, без да се над-
хвърлн граничната стойност
0,8 V. При същите условия из-
ходът на мощния D 140 пропу-
ска около 50 mA. Показаннте на
фиг. 2.9 характеристики дават
възможност на любителя да пре-
ценн очакваните натоварвання
прн свързване на дискретни еле-
меити към разработваните от
него ТТЛ схемн.
А сега няколко примера. Фнг.
4.41 показва възможностн за
свързване на светодиод и, конто
са много подходящи за индика-
ция в ТТЛ техника. Винаги тр^б-
ва да сё предпочете режнмът на
работа от фиг. 4.41 а — свето-
днодът свети, когато изходът
на ЛЕ е в L* Тъй като обнкно-
вените. светоднодн с червена
светлина (тнп VQA 12 н по-
добии) нмат пад на напрежение
в права посока 1,54-1,6 V н мак-
симален работен ток 20 mA, е
необходимо токоограничеиие с
последователно свързан рези-
стор от най-малко 1604-180 £2,
Подробности за светодиодите
могат да се намерят в [14].
Обнкновено за светодиода е до-
статъчен н по-малък ток, така
че за икономия на ток н за на-
малява не на натоварването на
ЛЕ резисторът се нзбнра 2204-
I-т-270 Q. В състояиие Н на нз-
хода с ветодиодът не свети—ток
не протича, защото емитерният
диод Д3 в нзхода на ЛЕ (фиг. 1.2 а)
е запушен и Г3 също се запуш-
ва. Ако светодиодът трябва да
ннднцнра състоянне Н на ЛЁ н
а)
20 mA
6) (ВЛО-ЗОтА)
1изх„ ЮтА (ОНО 9 20mA)
за^зхн ~ 2А V
4.41. Свързване насветлиннн източници
към ТТЛ нзходи:
д светодподът свети при ниво L ш изхода;
б—снетодиодът свети при пиво Н иа изхода;
в—свързването на лампа с нажежаема ннтика
е възможно само при определен и условия
не е желателно влагаие на до-
пълнителен инвертор нли на
ключов транзистор съгласно
фиг. 4.42 б, той може да се вклю-
чи по начина от фиг. 4.41 б, но
тогава за него остават само
10 mA. Ако не е нужна корект-
ната стойност на ниво Н, свето-
диодът може да се включи дн-
ректно между нзхода на ЛЕ н
маса без резистор. В този слу-
чай се установява ток, съответ-
ствуващ на напреженнето върху
светодиода в права посока (1,6 V),
конто се определя от изходннте
характеристики на фнг. ^9 а.
Премахванего на предсъпротнв-
лението се препоръчва само прн
тезн типове ИС, за конто режн-
мът на продължителна работа
прн късо съединение на изхода
е допустим (основните ЛЕ тип
D 1G04-D 130). При това в та-
213
+5V
Ti ~cc3oi; KFsn (силицией или
германцев Рл'Р)
Tg-SFttBfMW симщиеб}
/„-произволен диодсЦрр^П;}
Фиг. 4.42. Свързване на товар през
транзистор
къв режим трябва да работи са-
мо един ЛЕ от ИС. Днректно
свързване на лампа (с нажежае-
ма нншка) има смнсъл само при
ннво L, като лампата се евър-
же към -}-5 V. Този вариант е
показан на фнг. 4.41 в. Необхо-
димо е обаче консумираннят от
лампата ток да бъде най-много
25 mA, а номнналното й напре-
женне —5-е-6 V. Подобии лам-
пи любнтелят едва ли може да
достави. Влияннето на токовия
удар при включйане порадн съ-
протнвлението на лампата в сту-
дено състояние може да се пре-
небрегне, ако включването ста-
ва на по-големи интервали — не-
обходима е пауза от поне ня-
колко секундн преди новото
включване. Токовнят удар при
включва не, който прн тезн лам-
пи трае само няколко мнлнее-
вЬ<дн (н за толкова кратко вре-
ие е опасен), се поема от
^ткоограниченнето, както личн
от фиг. 2.9 а. Прн бързн перио-
дични включвання тазн схема ие
трябва да се използува. Поня-
кога се препоръчва предварнтел-
но подгряване на лампата през
резистор, свързан към маса ([2],
[33]). В случая това ие помага
много и порадн голямата консу-
мация на ток в изключено съ-
стояние е твърде неикономнчно.
По-добре бн било лампнте да
се управляват през транзистори.
Прннципно това е възможно по
схемата от фиг. 4.42. При вари-
анта от фнг. 4.42 а Тх се от-
пушва, щом нзходът на ЛЕ ста-
не L. Тогава Тх включва захран-
ващото напреженне на ИС към
ре лето Р, което е за макс има л-
но напреженне 5 V, и то включ-
ва. Дх е познатнят защитен ди-
од- на Тх срещу нндуктивното
иапрежение на нзключване. Вме-
сто реле може да се управлява
н лампа. Максималният ток на
консумация се определя от гра-
ннчннте параметрн на 7^. Базо-
вият резистор се определя от
prj и от не обход нмня за ре лето
ток и може да бъде по-малък
от дадения иа фнгурата. Минн-
малната му стойност е 270 Q.
Прн нужда може да се за-
мести с мощен транзистор. Не-
достатьк на схемата от фиг. 4.42а
е това, че захранващото напре-
женне на консуматора е Твърдо
зададено (77сс=5,5 V). На еми-
тера на Ту не бива да се прн-
лагат по-високн напрежевия от
Ucc, защото в противен случай
прн Н иа нзхода на ЛЕ и прн
запушен Ту те се явяват прило-
жени към нзхода на ЛЕ и за-
пушват Дз н Ts (фнг. 1.2 а). За
лампи с работно иапрежение
2,5ч-3 V предлагаме по проста-
та възможност, показана на
214
0
Фнг. 4.43. Примерн зч управление на
тиристори
a—Th-КТ. 5014-504 (за 1А) с Oynp<2,5V.
Сп'г^10 mA’“ ЛЕ" Лf,—0140, Th-
—£7упр<ЗЛ, /уПр—50 |11А> в—Г,—KF517.
GC 301
фиг. 4.42 б. Тук Т2 служи за пре-
образу вате л на импеданс (еми-
зерен повторител) и затова ня-
ма нужда от резистор в базата.
Напрежеиието на емитера вина-
гн е с около 0,7 V по-ннско от
нивото Н на изхода. Тогава в
зависимост от изходът иа ЛЕ
ще се товари най-много с 24-
4-3 mA.
Вариащът от фиг. 4.42 в пред.-
лага най-голяма свобода на из-
бора на работно напреженне за
товара. В тозн случай обаче
консуматорът няма обща точка
с маса. Релето включва при Н
на нзхода на ЛЕ. Напреженне-
то Up се нзбнра от параметри-
те на релето н може да бъде
доста по-голямо от 5 V. При
това трябва да се вземат пред-
внд граннчннте стойностн за Т2.
Резисторът в базата на Т2 тряб-
ва да не бъде по-малък от 2 кЙ,
ако изходът на ЛЕ трябва да
запазва ниво Н. Ако не е необ-
ходимо точно ниво Н, иеговата
мннимална стойност може да
бъде 330 й, а базовият ток на
Г2 — макснмално около 2,5 mA.
Ако трябва да се превключват
по-големн токове, Т2 от схема-
та на фнг. 4.42 в може да се
комбннира с допълнйтелен NPN
мощен транзистор по познатия
начин в схема на Дарлингтон.
За управление на по-големи то-
вари често са по-нзгодни тирн-
сторите (вж. [1]). Те също мо-
гат да се управляват непосред-
ствеио от изхода на ТТЛ ЛЕ.
Фиг. 4.43 а показва иан-проста-
та реализация с маломощни тн-
ристорн с управляващ ток око-
ло 10 mA (например 1—3 ампе-
рови тиристорн като КТ 5014-
КТ 504, ST 103 и избрани с
по-малък управляващ ток ST 111
и други подобии). Тирнсторът
се отпушва непосредствен© от
изходния ток на ЛЕ при ни-
во Н. С RT е означен товарът.
При захранване с постоянен ток
тиристорите не се запушват са-
ми! Товарът остава включен да-
же след като нзходът на ЛЕ
стане L Затова за t/T се нзпол-
зува'или пулсиращо постоянно
иапрежение, или променлнво на-
преженне. В тозн случай после-
дователи© на /?т се включва дй-
од. Често обаче като товар 7?т
се включват постояннотоков бу-
дилннк, клаксон нли подобии
сигналки устройства със собстве-
нн механични прекъсвачи. Ъо-
гава е по-изгодио да се нзпол-
зува схемата от фнг. 4.43 б,
защото наличният прекъсвач осн-
гурява нзключването на тири-
стора, щом неговнят управля-
ващ ток се прекъсне. За тнри-
215
Фиг. 4.44. Управление на товари чрез
тиристор в режим на еднополупериод-
но изправяне
стори с по-голям управляващ ток
се използува или едки мощен
ЛЕ D 140, или два мощнн ЛЕ,
свързани паралелно, но обеза-
телио от една и съща ИС—
фиг. 4.43 б. Паралелното свър-
зване от страна на изхода н на
входа в тозн случай е допусти-
мо. Сега управляващият ток се
подава през външен резистор и
прн Н на изхода на ЛЕ е около
50 mA, което е достатъчно за
отпушване и иа по-мощни тнри-
сторн — от серията за 10 А. Съ-
щнят начин за управление е въз-
можен и с помещен транзистор
според фиг. 4.43 в, когато не раз-
полагаме с мощнн ЛЕ. Тнрнсто-
рът се отпушва, когато изходът
на ЛЕ е L. При този вариант
тнристорът се управлява с иай-
малко 3 V и 0,1 А, което е до-
статъчно за мощнн тиристори с
голяма мощност в управляваща-
та вернга.
*На фиг. 4.44 е показана схе-
ма с еднопътно нзправяие за
запушване на тиристора. Като
товар е показано реле. Паралел-
ио включения? електролнтен
коидензатор е ©размерен така,
че релето да не отпуска прн за-
пушен диод. Нэчинът иа отпуш-
ване на тнрнстора съответству-
ва^ш фиг. 4.43. Параметрите на
м^^квия трансформатор, Д19 С,
h се съобразяват с това-
ра, конто се включва от релето.
Ако вместо реле се използува
лампа,може да отпадне, а
номнналното напрежение на лам-
пата се избнра равно иа поло-
внната от напреженнето на транс-
форматора. Подобна възмож-
ност представлява интерес за
включване на по-мощно освет-
ление с ТТЛ енгнали. Фнг. 4.45
показва как един мощен тири-
стор може да бъде запушен
чрез ТТЛ управление прн захран-
ване с постоянно напрежение.
Затова е необходим вторн га-
сят тиристор (който може да
включва вторн товар). 7?Т1 н Rr,
символизират товарнте, конто се
нзключват взаимно. За управле-
ние се използува един RS-трн-
гер (ЛЕ2— ЛЕЦ ЛЕХ инверто-
ра входния сигнал, както е не-
обходимо за ЛЕ2. Ако инверс-
ннят сигнал може да се вземе
от предходна.та схема (например
Q и Q от трнгер), тогава ЛЕ1
отпада. Прн работата на схема-
та вннап; е отпушен или 7\, или
Т2, респ. нли Ткг, или 77?2- Ако
е отпушен ThJt гасящият конден-
затор Ст се зарежда през RJt—
Фиг. 4.45. Взаимно взключване на ти-
рнстори
ЛЕг+ЛЕл—? D 100; Tt, Г,—силициеви, PNP.
с ^доп=0,5 W (KF 517); Гй„ Tft,-ST 10Н-Ш
(за ЗА)
Ст~ (” Мт IflFl
216
Thr. Той трябва да има работно
напрежение над Ur и не може
да бъде електролнтен конден-
сатор, тъй като се презарежда
в двете полярности. Щом Th2
се отпуши, десннят електрод на
Ст (зареден положителио) се
свързва през Ths към маса,
прн което иа анода на дей-
ствува зарядът на коидензатора
с отрицателна полярност. Пора-
ди това Ткл веднага се запуш-
ва. Ст започва да се презареж-
да през RTl и Th2i с което се
подготвя запушването иа Th2.
Стойността на Ст е относнтелно
некритична н се съобразява с
параметрите на товара н на из-
ползуваннте тирнсторн. Орнен-
тнровъчна стойност е дадена. на
фнгурата. Тозн вариант е за уп-
равление на два товара. Ако
трябва да се превключва само
един товар, другнят товар се
замества с активно съпротивле-
нне. То трябва да се оразмери
така, че при зададеното захран-
ващо напрежение да пропуска
ток, по-малък от тока на задър-
жаие на тиристора. Този ток за-
вися от типа на тиристора н от
конкретния екземпляр. Щом то-
зи тиристор се отпуши, той са-
мо преднзвиква запушването на
другня. След разреждаието на
Ст тиристорът отново се запуш-
ва поради намаление на тока му
под стойността на тока на за-
държаье, така че н двата тири-
стора се запушват. Необходима-
та стойност на резистора, заме-
стващ вторня товар, е 14-500 kQ
н трябва да се изпробва (вж. [1]).
Така реализираната схема в из-
ключено състояиие, но при
включено захранване, практиче-
ски няма коисумацня. Thlt Th2y
*5V
£кл
Ъ, тг
U JOff
Фиг. 4.46. Сензорен вход за ТТЛ ЛЕ
Ст н t/T се определят от нзис-
кваннята на двата товара.
4.1.13. Сензорни схемн
за ТТЛ входове
Целта, прннцнпът, преднм-
ствата н иедостатъпите на сен-
зорннте превключвателн бяха ве-
че разгледанн в т. 3.1.8. Напр зве-
ните там изводи оставят в сила
и за практнческото нзпълнение
на разглежданнте по-нататък
сензорни превключвателн за ТТЛ
входове.
На фиг. 4.46 е показан един
пример с транзисторно стъпало,
изпълнено като схема иа Дар-
лингтон. Прн всичкн подобии
сензорни схемн -е необходимо
следващо формнране на импул-
снте, за което в схемата е нз-
ползуван тригер (JIEt — ЛЕ^.
Ако означените с прекъсната
линия вернги се нзпуснат, сен-
зорът Sj ще се задействува от
наличннте смущаващн полета от
чужд произход, например от
мрежовн проводиици, намиращн
се наблнзо. Прн това на изхода
се получават импулснн Серин с
честота 50 нли 100 Hz през време
на допира. Тесе подтнскатнай-
лесио чрез един > електролнтен
I
217
АЕ^ЛЕ/,- Я tDO
Т>.Тг-5S2fEE(f> >250) E,-Ег!
Ef-Q!
Фиг. 4.47. Сензорен превключвател
кондеизатор от около 20ч- 50 pF,
свързан между колектора на Т2
н маса. По-сигурно е обнчайно-
то галваннчно отделите чрез сен-
зорна повърхност, разделена на
две части. Показаният с прекъс-
ната линия кондеизатор препят-
ствува влиянието на мрежовото
напрежение. Ако чувствнтелност-
та и без това е твърде голи-
ма нли утечннят ток на 7\ дей-
ствува смущаващо, между база-
та на Т2 и маса се свързва ре-
зистор със стойност от 10 до
200 kQ според нуждата. Фиг. 4.47
показва как тазн схема може да
се развие до включващо-изключ-
ваща сензориа схема, заденству-
ваща се от допнр. Входната част
отговаря на фиг. 4.46. Тук С3
подтиска при необходимост влн-
янието на мрежовото напреже-
ние. Използува се обаче друго
изпълнение иа трнгера (сравни с
фнг. 4.4), съставен от Т2, ЛЕг
н ЛЕ2. След нзхода иа трнгера
еле два един RS-тригер с управ-
ление по фронт, реалнзиран съ-
гласно фиг. 4.15 а от ЛЕ % и ЛЕ^
При допнр на сензорната повърх-
ност 7\ се отпушва, той отпуш-
на нзхода на ЛЕ2 се но-
ва с па да щ фронт и нзход-
трнгер се превключва. Нов
допнр връща тригера в предиш-
AEr,AE^ -f/ZVIQQ
T -Ъ -SS2/6E
Фиг. 4.48. Сензорен превключвател, чие
то състоянне зависи от посоката на
обхожданс на сензорите
ното състоянне. За да се гаран-
тира сигурна работа, С3 не тряб-
ва да бъде много малък.
позволява прн нужда да се на-
стройва чувствителността на
сензориия контакт. Останалн!^
стойности не са крнтични. Изхо-
дите Изх, респ. Изх, могат да
управляват пронзволнн ТТЛ схе-
мн нли директно нзпълннтелнн
органн, включващи товар (вж.
т. 4.1.12).
По схемата от фнг. 4.48 се
получава сензорен ключ („плъз-
гащ контакт"), прн който състо-
янието зависн от посоката на
плъзгане на пръета по съставе-
ната от три части сензорна по-
върхност. Аналогична схема в
MOS техниката беше показана
на фнг. 3.30. Статнчният RS-трн-
гер е съставеи от две входни
стъпала 1\ — Т2 и Г3 — Г4, евър-
заии по схема на Дарлингтон.
По такъв начин могат да се за-
местват, респ. да се симулнрат
по отношение на обслужването
преобръщащи н плъзгащи пре-
включватели. Ако сензорът е раз-
делен на две отделнн места за
комутнране (както на фнг. 4.46),
ще се получи ключ за включва-
не/ нзключване с разделенн ор-
гани за задействане. Прннципът
218
Фиг. 4.49. Сензорен вход с MOS тран-
зистор. Задействува се от чужди пара-
зитам полета
Tt—SM 103(104) e/D5S>3n>A; Д1— SAY 12+16:
ЦЦ — SZX 19/18 (f/z=lB+19 V); СйЗЭОрР
до 1 nF); /?i>1MQ; ЛЕ^ЛЕ^-О 100
71-SN\Y51(UT ’ 4,517 ЛЕ,. АЕг-Щ ШОО
T2-SS216 (р ~ 250) Ct ~ fOnF+ID^F
Фнг. 4.50. Сензорен превключвател със
закъснение при изключнане
на схемата от фиг. 4.48 изключ-
ва необходимостта от предпазин
мерки срещу. смущения от мре-
жовото напрежение. Обаче при
по-дългн връзки към базите на
Тг и Т3 паразнтните импули мо-
гат да предизвикат стабилно
превключване. За нзбягването
му се свързват кондеизатори
между изводите иа базите н ма-
са. Ако се изработят няколко
схемн по примера на фиг. 4.48,
те могат Да се свържат помеж-
ду си като клавиши» блокове,
да се осъществят взаимни бло-
кировки и т. н. Подобяо схемио
решение е дадено в [36]. То е
основано на принципа на схема-
та от фиг. 4.48, работн с RS-
тригер н може да бъде разши-
рено до 12 места за задейства-
не (12 канала). Може да се при-
ложи като избирая на програмн,
респ. като превключвател на ка-
пали в радноприемници и теле-
визори.
Фиг. 4.49 показва еднб реше-
ние с MOS транзистор SM 103
или SM 104 на входа [9]. Тозн
сензорен контакт се задейству-
ва само от създадените на вър-
ховете на пръстнте смущаващи
напрежеиия и поради това е за
предпочитане в сгради н жилищ-
ни помещения. 7\ трябва да се
подбере с ток /mA. Прн-
ложеиото външно напреженйе се
нзправя и ограничава от ЦД. То
запушва при което входът
на ЛЕj става Н, докато в покой
е в L За нзбягване на пълзящо
включване входът за ТТЛ е нз-
пълнен като тригер. Значителна
промяна в реакцията на сензор-
ння вход се постига с добавяне
на елементите Rx н С\. Тези еле-
ментн предизвикват закъснеине
прн превключването, което при
б?1=0,1 pFjH R1=co достига
приблизително 30 s. При липса
на Rj кондензаторът С! се раз-
режда само през обратного съ-
противленне иа Дг и ЦД, пора-
ди което времето на закъснение
се влияе силно от параметрите
на конкретните екземплярн и от
околната температура. Въпреки
това любителят може да реали-
зира сензорен превключвател със
закъснение, когато нзнсквания-
та към точността на времето на
закъснеине не са внсоки.
219
Гежрмор ^загейгм5 ' ^ензорпост&пало
Тригер
ВЫ
УЗКА
Фиг. 4.51. Специален вариант на сензо-
рен превключвател с MOS транзистор
за ТТЛ системи
Т^-SM103(104)cfD5S>2mA; Ду, Д2—препо-
ръчително GA 100 (германнев), вамвна с
SAY 12-4-16
Друга възможиост за реали-
знране на превключвател със
закъснение е показана на
фнг. 4.50. Нзползуван е MOS
транзисторът SMY 51 (вж.
фиг. 1.17 6, параметри в [9]),
след който е включен ТТЛ трн-
гер съгласио фиг. 4.4. Траизи-
сторът Г] трябва да нйа праго-
но напреженне UT < 4,5 V. В
състояние на покой С, е заре-
ден н дясната част на е от-
пущена. В резултат Га също е
отпущен н на нзхода има L.
Прн допиране на сензорната по-
върхност лявата част на 7\ се
отпушва, при което Сг бързо се
разрежда. Прн това дясната част
на се запушва н изходът на
тригера става Н. Щом се пре-
късне допирът до сензорните
повърхности, лявата част на Тг
се запушва ,н С, бавно се зареж-
да през резистора 1 МО. В ре-
зултат на това дясната част на
Тг се отпушва със закъснение
н съответно тригерът се пре-
»н?чва по-късно. См се избира
। виснмост от желаното за-
нение н по възможиост тряб-
ва да бъде фолнен кондензатор.
В противен случай се търси
електролитен кондензатор с ми-
нимален ток на утечка. При опит-
ния образец беше постигнато
закъснение на нзключване 2 s
и закъснение иа включване 0,15 s
прн Сх = 1 jiF. При нужда чув-
ствителността иа сензорния вход
може да се променя чрез смяна
на резистора 10 МО.
На фнг. 4.51 е показано едно
типично за ннтегралната техни-
ка решение на сензор с MOS
вход. То представлява особен
интерес, когато някои от необ-
ходимнте стъпала (например ге-
нератор, тригер) се съдържат
вече в управляваното ТТЛ
устройство или когато могат да
използуват наличии свободнн ЛЕ
Импулсннят генератор, сннтези
рай съгласио фиг. 4.8, изработва
отрнцателно иапрежение (вж.
т. 2.4.6, фиг. 2.34), което управ-
лява гейта на Тг. е филтър
срещу външнн смущаващн на-
преження. Ако той се нзбере
твърде голям, настъпва забеле-
жимо закъснение прн нзключ-
ване, подобно на опнсаното прн
фиг. 4.49. За 7\ се търсн екзем-
пляр с възможно най-малко пра-
гово иапрежение и с IDSS >: 2 mA.
Прн закъсяване на сензорните
повърхности отрицателното на-
преженне запушва 1\ н на вхо-
220
Фиг. 4.52
в—метод за високочестотно управление на ка-
паинтетеи Превключвател, който реагира на
долир и приближаване; 6- -изшлнеиие на сен-
зорната повърдност аа преаключвателя от
фиг. 4.52 а
да иа следващия трнгер ЛЕ± —
ЛЕ5 се подава Н. С се ком-
пенснра нееднаквостта на пара-
метрите на отделяйте екземпля-
ри за 7\ (след компенснрането
R да се фнксира!). Друго нз-
искване е прн незадействуван сен-
зор изходът иа тригера да бъ-
де в L. Тазн схема е пример за
възможна комбинация на вече
разгледани отделни стъпала.
Сензорннят ключ от фнг. 4.52а
работн нр принцип, съвсем раз-
личен от досега разг ле да ните.
Един ВЧ генератор (произволен,
тук съставен съвсем просто) из-
работва честота 100 kHz-? 1MHz.
Честотата не е критична и меж-
ду другого завнсн от големнва-
та н оформление™ на сеизорнн-
те повърхности. На фнг. 4.52 а
те с а показа нн като последова-
тели© включваие на два конден-
затора Ci н С2. Това свързване
заедно с С3 и образува мост.
С3 трябва да бъде точно равен
на последователи©™ свързване
на Сг и С2 и с тазн цел е из-
ползуваи полупроменлив конден-
затор. С 7?! се компенсира оста-
тъчната несиметрня на моста.
Съгласио фнг. 4.8 с С4 се опре-
деля генернраната честота. До-
като мостът е в равновесие, на
двата нзвода на нма еднакъв
потенциал. ЛЕ3~ЛЕЧ съставят
схема „ еквивалентност" от вида,
който ще бъде описан в т. 4.1.14.3
(вж. също таблицата за нстин-
ност към фиг. 4.57). Съгласио
таблицата нзходът е Н, когато
н двата входа имат еднаквн ни-
ва (Н, Н или L, L). Следовател-
но в състояние на покой нзхо-
дът е Н. Щом като сензорната
повърхност бъде докосната нлн
към нея се прнближи някакъв
обект, между Сх и земя, респ.
маса, се нзвършва капацитивио
преразпределенне на напреже-
ннята нли за това рамо се полу-
чава пълио късо съединение на
ВЧ иапрежение. Така в точка В
се получава постоянно L. Тога-
ва винагн, когато на нзхода на
ЛЕ2 идва трептение с ннво Н,
потенцналнте в точки А н В ще
бъдат различии. Схемата „ёкви-
валентност*4 реагира на различии
ннва на входовете сн с L на нз-
хода. Следователно при разсъ-
гласуван мост на нзхода се по-
лучава генераторната честота!
Наличието на генерации на нз-
хода е критерий за включванё.
За по-нататъшна обработка на
тозн сигнал съществуват различ-
221
ии възможностн според прило-
жението. Тъй като похенциалът
в покой на нзхода е Н, след нз-
хода може да се включи прост
интегратор на Милер съгласно
фиг. 4.31. Неговата времекон-
станта, респ. времето на закъс-
нение, се настройва на десето-
кратна н по-голяма стойност от
ВЧ честота. Иитеграторът дей-
ству ва като нзправнтел, т. е. на
нзхода му се получава постоян-
но Н, докато иа нзхода на схе-
мата от фнг. 4.52 има генерации.
Схемата от фиг. 4.52 а може
да се направи толкова чувстви-
телна, че да реагира дори само
на прнблнжаването иа обек-
ти до допирните повърхности.
Така тя може да се приложи н
като „превключвател от »доблн-
жаване*- за безконтактно включ-
ване. При у потреба като сеизо-
рен превключвател схемата мо-
же да се задействува и с ръка-
вици за разлика от досега раз-
гледаннте. Поради това няма
проблеми за изолиране на допи-
раните повърхности. Фнг. 4.52 б
показва възможност за изпълне-
нне на сензорннте повърхности.
От едната страна на изолираща
подложка се намнрат електро-
дите, конто представляват изво-
ди за Ct и С7. От другата стра-
на на подложката има провеж-
дащ слой. Това изпълнение се
реализира най-просто с двойно-
фолиран материал за печатни
платки. Може да се* използува
пнакрилно стъкло, обикновено
стъкло и Други нзолнращи ма-
териали със залепено върху тях
вално фолио. Стойиостите на
и С2 не бива да бъдат над
pF. Ако схемата ще се за-
ствува при доближаваие,
222
трябва да се стремим към стой-
кости под 100 pF. Размерите на
срещуположните електроди се
съобразяват с вида иа материа-
ла н нзоланионната му якост,
геометрнчната форма, разполо-
женнето н т. и. Най-удобни са
овалните или квадратните до-
пирнн повърхности с лентооб-
разни електроди за С, н С2 с
размерн от 10 до 200 ст2. При
това паразитният капацитет меж-
ду С‘1 и С2 трябва да бъде въз-
можно най-малък. Капацитетът
на Q и С2 се измерва предн
вграждането нли чрез нзмерване
на капацитета на няколко опит-
нн образци се установяват най-
изгодннте размерн на електродн-
те. Окоичателната настройка ста-
ва с С3. При твърде малки ка-
па цитетн генернраната честота
се избнра блнзодо 1MHz, а при
по-големи повърхности тя тряб-
ва да бъде по-малка.
Прн определени обстоятел-
ства тази схема нма един важен
за практиката недостатьк.
Естествено схемата трябва да
се монтира непосредствеио до
сензорннте повърхности — по то-
зн начин от палат дългите под-
веждащи проводницн към Ct и
С2. Въпреки това при неблаго-
приятно разположенне на схе-
мата сензорниде повърхности мо-
гат да излъчват генернраната
честота и хармониците й в зна-
чителна степен н да предизви-
кат забележнмн радиосмущения,
което е недопустимо. Затова
трябва да се вземат Цредвнд
наредбнте за радносмущения и
те да се съблюдават. Коиструк-
цнята на устройството се счнта
за успешна, когато не предиз-
внква доловнми на слух смуще-
ния във включен към мрежата
приемник, намиращ се на I m от
него. Проверката се прави на
вснчкн вълновн обхвати с нзва-
дена телескопична антена н на-
стройка на честоти, на конто
няма предаване. Опнтният обра-
зец беше вграден в метална ку-
тил с отвор 10 /10 ст за сензор-
ннте повърхности, конто бяха
точно припасвани към' металната
стена. Захраиването беше от
стандартен изправител за тран-
зйсторни приемницн, преправен
за 5 V н с предвидена защита
от ВЧ смущения съгласно
фнг. 2.38. Установено бе излъч-
ване от сензорннте повърхности
само на 30 ст. Този резултат
показва, че проблемът за минн-
мално смущаващо излъчване
може да се разреши. Въпрекн
това грижливата проверка вина-
ги е необходима. В случай иа
съмненне е необходима консул-
тация н проверка от страна на
ко.мпетентиня отдел за борба
срещу смущенията. При нзпол-
зуване на тази схема в затво-
рени метални устройства, маши-
ни н‘други подобии (например
като датчик за крайно положе-
ние в металорежещи машнни)
опасността от нежелано нзлъч-
ване е мннимална.
4.1.14. Спецналии
превключвателни функции
4.1.14.1. Увеличившие на
нзходнага товароспособност
Често изходната товароспо-
собност на наличния стандартен
ЛЕ е недостатъчна, когато към
него трябва да се свържат по-
голям брой входове. Това се
а] о/.и от E5~miar
fl TrSSffl
Фиг. 4.53. Разширител на товароспособ-
ността на изхода с транзистор:
а -веинвертираш; б—'инвертиращ
*
случва често и в любител ската
практика. Например ако всички
трнгери на една броячна декада
с D 172 (фиг. 4.24 нли 4.25)
трябва да се установят чрез
входове!е R (с Д/}=2), общата
шина R се товарн с за
една декада. Нулирането на
брояч с 6 разреда ще нзнсква
вече изходна товароспособност
/VO=48, за което ще бъде не-
достатъчен дори мощният ЛЕ D
140 с Л/о=30. Освен това често
се разполага само с нормалнн
ЛЕ с 7УО=Ю и любителят не
желае да увеличава разходнте
си за допълннтелни ЛЕ. В по-
добии случаи по-голяма товаро-
способност се реализира твърде
икономично и с пестене на ток
чрез транзистор. Фнг. 4.53 а по-
казва един прост вариант. JlEj
се товарн само с No~3 н, как-
то е показано с прекъсната ли-
ния на фигурата, може непосред-
ствено да управлява още иякол-
ко входа на ЛЕ. На нзхода Изх%
на емитерния повторится Т\ мо-
гат да се свържат още ЛЕ, при
това в завнснмост от типа на
транзистора Wo= 1504-300. Ва-
рна итът от фиг. 4.53 б притежа-
ва сыците качества, но порадн
използуването на бързия пре-
223
фиг. 4.54, Монтажно (проводннково)
ИЛИ с едновременно разшнрснне на
товароспособността на нзхода:
а -схема: б— еквижалентна схема с дноди без
унеанчгване на тов^роспоеобаосгта; в—логмче-
ско означение на функцията
включващ транзистор SS 218 мо-
же да се товари „само“ до No=
=100. Варнантът има допълни-
телното качество да инвертира
сигнала, следователно може да
се спестн един инвертиращ ЛЕ.
Ако скоростта на превключване
нма значение, трябва да се
•използуват бързоденствуващи
траизистори — за фиг. 4.53 а се
предпочитат траизистори GS от
PNP тип, а за фиг. 4.53 £ най-
подходящ е SS 218 от тнп NPN.
Транзисторите забавят значнтел-
но повече сигнала (от 50 до
300 ns в зависимост от транзи-
стора), отколкото един ТТЛ ЛЕ.
В това се състои единственнят
недостатък на тозн иначе много
нкономнчсн вариант. Тъй като
нзходът Изх2 е еднотактеи,
трябва да се нзбягват по-големи
монтажии капацитети, конто уве-
лнчават предния фронт. При раз-
мерите на любителскнте устрой-
ства това съображенне е почти
без значение.
•Транзисторите дават възмож-
f за лесно осъществяваие на
нтажно ИЛ 14“ (фиг. 2.6 н 2.7).
реализиране на тази функция
нормалните стандартии противо-
тактнн нзходи на ЛЕ трябва да
w се свържат през диодн (фиг. 2.7).
t) Тяхната роля се нзпълнява от
транзистора на фнг. 4.53 а
(фнг. 4.54 о). Всеки транзистор е
увелнчнтел на нзходиата това-
роспособност на съответния ЛЕ,
а участъкът база — емнтер като
еквивалентен диод отдели нзхо-
да на ЛЕ с ниво Н от остана-
лите изходи. Схемата на
фнг. 4.54 а е еквивалентна на та-
зи от фиг. 4.546, но нма зиачи-
телно по-голяма изходна това-
роспособност. Тя отговаря на
показаиата с логически символ и
комбинация от няколко ЛЕ И-НЕ
и един ЛЕ ИЛИ със съответ-
ния брой входове. Казаното пре-
дн за скоростта на превключване
на транзисторите важн и тук.
4.1.14.2. Свободен вход на ЛЕ
като изход на .монтажно ИЛИ*
Фиг. 4.55 показва един необн-
чаен вариант на свързване, с
конто понякога също може да
се спести ЛЕ. Нека Вхг (и
евентуално други наличии вхо-
дове, показа ни с прекъсиата ли-
ния) и Изхх на ЛЕХ са свързани
по позиатия начни към други
ЛЕ. Вх2 е свободен н може да
се използува. За по-добро обяс-
нение нека се обърнем към въ-
трешните връзки на входа на ЛЕ
(фиг. 1.2 а). Ако на Вхх нма Ц
емитерният ток на входния тран-
зистор на ЛЕ протича през не-
го. През Вх2 ие тече ток, ако
неговнят потенциал е дори ни-
щожно по-висок от приложения
потенциал на Вхх. Тогава Тх е
запушен и неговият колектор —
Изх2— е в Н. Когато Вхх (респ.
224
всички останали входове без Вх2)
стане Н, на Вх2 се получава пра-
говото базово напрежеине на
входното стъпало иа ЛЕ — око-
ло 1,4 V. То се подава иа
през резистора 10 кЙ н 7\ се
отпушва, но базовият ток От Вхг
е толкова ннщожен, че Вх2 оста-
на непременен иа ннво Н. Това
е така, защото ТТЛ входовете
възпрнемат Н прн свързване към
маса през резистор от 2-5-3 kQ.
Следователно прн Н на венчкн
входове на ЛЕ Изх^Ъи Изх^=
=L. Таблицата на фиг. 4.55 да-
ва освен посоченнте връзки и
действнтелната стойност на тока
през Вх* От него може бързо
да се пресметне токовата това-
роспособност, респ. No на Изх2,
като се отчете н ргж. Така освен
налнчния стандартен нзход Изхг
се печели дополнителен изход
с „отворен колектор*, който е
отделен от Изхх н иезавненм.
Един пример за приложение е
показан на фнг. 4.56. Схемата от
фиг. 4.55 е повторена п пъти.
всички колектори са свързани
паралелно, а общата нм точка—
към входа на ЛЕС, чийто изход
е означен с Изх^ В подобии
схеми се препоръчва общ колек-
торен резистор със стойност
Фиг. 4.56. Монтажно ИЛИ без обратна
връзка, получено чрез свързване на
няколко схемн от фиг. 4.55
15 Интегра ли « схеми
Вхг Узх, Изч Igxt
Н L L *30j,A
L В Н -SjtA
(13*250}
апанЦарпкП' ЦЛ 2EZ
- 1ЛЮ+13& V -' V1’
Фнг. 4.55. Получаване на вторн изход
с отворен колектор чрез помещен тран-
зистор и свободен вход Вх2
около 5 kQ към -i-£7cc. Цялата
схема представлява „монтажно
ИЛИ“ с инверсия, т. е. „мон-
тажно ИЛИ-НЕ*. Броят на па-
ралелно включените стъпала мо-
же да бъде п = 30 н повече.
Като се отчете, че от отделяйте
входове Вхг до съответните из-
ходн Изх2 е реализнрана вече
една инверсия, пълната логиче-
ска функция получава вида, по-
казан на фиг. 4.56. Същата функ-
ция, изпълнена със ТТЛ ЛЕ,
нзисква по-големи разходн (на-
пример D 150. голям брой до
пълнителин D 160 н т.н.), н се
реализира, макар и трудно, само
за п^ЗО. Въпреки недостатъка
сн, пронздичащ от по-голямото
време на превключване на тран-
зистора н малко по-малката ста-
тична шумоустойчивост, схемно-
го решение от фиг. 4.56 е твър-
де изгодно.
225
Л
L
L
H
H
м,
e_^_
L H
H z
L L
H ti
Y
L
H
H
L
Фиг. 4.57. Два варианта на схеми .ек-
вивалентност антиеквивалентност* н
таблица на истинност
4'1.14.3. Схемн „еквивалентност"
Понякога € необходимо два
сигнала А и В да се проверя-
ват за съвпадеине, прн което
се интересуваме само от равен-
ството А=В, а не дали ннвото
е Н или L. За разлика от MOS
техниката сред основните типо-
ве ТТЛ ЛЕ липсват прости ЛЕ
за „еквивалеитност/антнеквива-
лентиост“. В случай на нужда
съответните функции могат да
се реализнрат, както е показа-
но на фиг. 4.57. Варнантът а
изисква-^- D 150 (фнг. 1.5) и
Две основнн ЛЕ---------D 100.
Следователно с 2 ИС този ва-
риант може да се реализира
Два пътн. ЛЕ^-~-ЛЕ^ ограденн с
прекъсната линия, са от D 150.
Незапозиатнят с правнлата на Бу-
левата алгебра любнтел може
да сн изведе начина на действие
непосредствено от схемата. Съ-
щото важи за вариант б, който
е реализиран с 4 ЛЕ—1 ИС
D 100. Таблицата е в сила за
двата варианта. Когато А=В
«или —L), У=Н. Следова-
D схемата от фиг. 4.57 нз-
ява функция „еквивалент-
иост“. Кой от двата варианта
ще бъде нзползуван, завнси от
типа иа наличните ИС. Есте-
ствен© чрез включване на’до-
пълннтелен ЛЕ (или транзистор,
вж. също следващата точка н
фнг. 4.58) може да се преобра-
зува изходът У в У н обратно.
Както показва таблицата, при
А = В винаги У=Н, прн Ау=В
У=Ъ. Ако тазн функция е)ие-
обходима няколко пътн, не-
благоприятен е вариантът от
фнг. 4.57 б. При него се изпол-
зува нзцяло ИС от основния
тип D 100, а освен това се пес-
тн ток в сравнение с варианта а.
4.1.14.4. Пестене на ЛЕ
чрез замена с тренансторн
Още в т. 4.1.14.1 и 4.1.14.2
бяха разгледанн възможностите
за пестене на ЛЕ чрез замяна с
еднннчни транзистори, като прн
това се пести н захранващият
ток на ЛЕ, ако се заменя цяла
ИС. В допълнение ще бъдат
разгледанн ощедве решения, кон-
то, колкото н да изглеждат оче-
видни, често се пропускат от
любителнте прн проектиране на
собствеии схемн с ТТЛ ИС. Не-
ка още веднаж подчертаем ос-
иовния недостатьк на транзисто-
ра^— той се превключва по-бав-
но от един ТТЛ ЛЕ. Все пак
това често е без значение за
любнтелите, обаче трябва да се
226
има пред вид, когато няколко
сигнала трябва едновременио
да постъпят към едва функ-
ционална част. Някон подроб-
ности за времеиата на превключ-
ване могат да се намерят в [2]
н съответните проспектн за тран-
зисторн. Когато скоростта на
превключване е от значение, се
предпочита SS 218, който има
относнтелно иай-малкото време
за превключване от наличните
стандартнн типове. При транзн-
сторите от тип PNP се предпочн-
тат гермаииеви транзистори от
серията GS. Фиг. 4.58 показва как
се използува транзистор за реа-
лизиране на инверсия. Тъй като
подобна функция често е необ-
ходима н за нея се използуват
обикновено ЛЕ D 100, могат да
се спестят няколко D 100. Дей-
ствието е просто. Когато иа Вх
има Н, се отпушва през ба-
зовия резистор н Дх. Стонност-
та на резистора не е критична
н той може да липсва, когато
Вх е свързан към стандартен
нзход на ЛЕ. Резнсторът служи
само за да може схемата при
несвързан Вх да възприема Н,
както истинскнят ТТЛ ЛЕ. В
този случай Изх е в L. Ако
между Изх н следващня вход
на ЛЕ нма дълга връзка (което
често може да се избегне), меж-
Фиг. 4.58. Транзисторен инвертор вме-
сто ЛЕ
Tf~5S2ie
—ГУ—
1
т, -esm
(грепорьчВа се ВЧ или
Нлючоб транзистор)
Фиг. 4.59. Увеличавше на входното съ-
протинленне на ЛЕ чрез PNP транзи-
стор
ду Изх н +5 V се свързва ре-
зистор 5 ч-10 кй. Днодът Дг
повднга праговото напреженне
на Вх на около 1,4 V—типич-
на стойност за вход на ЛЕ.
може да отпадне, ако се оси-
гурн ннвото L на Вх да не над-
хвърля ннкога 0,4 V (например
при диодно разделяне на нзходи,
свързаии в монтажио ИЛИ, нн-
вото L достнга до 0,9 V).
Фнг. 4.59 показва използува-
нето на един PNP транзистор
като емнтереи повторится пред
входа на ЛЕ. По тозн начин се
нзвьршва преобразуване на им-
педанс, т. е. Вх е значително
по-високоомен от входа на ЛЕ-
Това се нзразява н в намаленне
на натоварването, което в слу-
чая е Токът/„ на Вх
при ннво L може да се пресмет-
не по даденото равенство, ко-
гато е известен При ниро L
лесно се постига входно съ-
противленне 50 к2 н повече.
Все пак при тазн схема трябва
да се нма предвид, че точката
на превключване на Вх (типич-
на стойност 1,4 ч-1,5 V) се е пре-
местила към по-инско ниво със
стойността на праговото напре-
женне база — емнтер. Ако за Tt
се използува силициев PNP тран-
227
Фиг. 4.60. Транзисторът като веитилна
схема:
а—ключ'ьт К трябва да се замести с вентмлиа
схема; б— за замяна иа К са иужни два до-
пълннтелни ЛЕ; в— по-лросто реализиране на
сыцата функция с транзистор
зистор (което не е изгодно!), ЛЕ
ще превключва още при 0,7 V,
т. е. в областта на допустимите
стойности за L, тъй като пра-
гоното напрежение на силицие-
вите транзистори има типична
стойност 0,7 V. Следователно за
предпочитане са германиеви PNP
транзистори с прагово напреже-
ние 0,154-0,2 V — в такъв слу-
чай ЛЕ се намира в критичната
облает на прехода едва при
входно напрежение около 1,2 V.
Приложение на тази схема, ко-
гато се иска по-голямо входно
съпротивлеиие, показват фиг. 4.6,
4.126 и др. Във връзка с каза-
ното към фнг. 4.59 за влияние-
то на праговото напрежение
база—емитер иека се позовем на
фиг. 2.8. Участъкът емитер—база
j на фиг. 4.59 е всъщност
|Мден диод!
Игиг. 4.60 показва как с тран-
зистор се пестят няколко ЛЕ.
Приемаме. че задачата е в ЛЕЬ
да се обединят един отрицате-
лен импулс на Вх? н вторн импулс
на Вхх. При това Вхх трябва да
може временно да се изключва,
без да се препятства предаването
за Вх2. Това е Доказано симво-
лично с отворения ключ К, който
се осъществява също с логиче-
ска схема (например защото не
е възможио подвеждане на про-
водиици към ключа, или треп-
тенето на контактите предизвик-
ва смущения, или К се задей-
ствува с логически сигнал). За-
дачата се решава с ЛЕ по на-
чина, показан на фиг. 4.60 б.
Първо трябва да се обърне по-
лярността на нмпулса (ЛЕ2), та-
ка че на входа на ЛЕа да има
L и импулсът да се предава
като Н. В противен случай при
промяна на нивото на вход
всеки път след ЛЕ3 ще се по-
лучава допълнителен импулс.
Освен това е необходима дву-
кратна инверсия (ЛЕ?, ЛЕа), за
да може импулсът да постьпи
на входа ЛЕг с първоначалната
си полярност. При L на вход К,
ЛЕ3 се забранява и входът Вхх
се отдели. ЛЕа и» ЛЕ? могат да
се спестят чрез замяна с тран-
зистора според фиг. 4.60 в,
като при това трябва да се взе-
мат предвид по-голямото вре-
ме на превключване на Тг. При
L на входа К 7\ няма напреже-
ние на базата си, следователно
е запушен и входът Bxt — от-
делен. Когато иа К се подаде
Н, то действува като базово
напрежение за Т\ и ако Вхх е в
L, Тх се отпушва, а нивото L
се прехвърля към входа на ЛЕХ.
Входният сигнал управлява Тх
228
Фиг. 4.61- Варианти на деблокиране (раз-
решаваие) на отделим ЛЕ чрез меха-
нични контакти
по емитер, затова полярността
на импулса се запазва. Когато
Вху стане Н, потенциалът на
колек тора еле два потенциала на
емитера
Накрая фиг. 4.61 показва с
пример на често срещан случай
при работа как понякога с
много прости схемни „хнтрнни"
се пестят ЛЕ. Дадени са 4 вход-
ни импулса /-?4, от конто са-
мо един трябва да се избере по
принципа на стъпков превключ-
вател и да се прехвърли на из-
хода 5. Когато всичките 4 клю-
ча са затворени, изхо-
дите на ЛЕг—ЛЕ^ са в Н и
изходът на ЛЕЪ — в L: няма пре-
хвърляне на нмпулен от вход
към изход. „Каналът", по кой-
то ще се предава, се разрешава
с отваряне на съответння ключ.
Когато вследствие на импулса
вхоДът на съответния ЛЕ стане
Н, изходът му става L и нзхо-
дът иа ЛЕЪ—Н. Действието на
схемата от фиг. 4.61 а изисква
нормално затворени контакти,
конто трябва да се затварят
едновременно. Това може да се
реализира с бутон, съставен от
няколко части, но не и Q обик-
новен аъртящ се стъпков пре-
включвател. Обаче често тъкмо
това се желае н тогава е не-
обходим вариантът от фиг. 4.61 б.
Той изисква 4 ЛЕ за инвертиране
на сигнала на яревключвателя,
конто в случая определи избра-
ния,, канал с ниво L. В действи-
телност не са необходими нито
допълнителните ЛЕ^~ЛЕ^ нито
транзистори илн други подобии.
Трябва само разрешаващнте вхо-
дове на ЛЕ^-т-ЛЕ^ да се вклю-
чат към маса през резисторнте
Ri^-R^ (фиг. 4.61 в), а не ди-
ректно, както беше показано на.
фиг. 4.60 а. Резнсторите са—със
стойност 330 2 за да се осигу-»
ри ниво L за входовете на ЛЕ
Избраният ЛЕ се разрешава
като иа съответния резистор сё
подаде 4-5V през В5 и К- Тъй
като Ri-^Ri са предварителио
зададени и входът на разреше-
ния ЛЕ трябва да има ниво
H=+3V, стойността иа R5 съ-
що е точно определена. Допъл-
нителното токово натоварване
през /?Б е около 9 mA, докато
една ИС D 100, съдържаща
ЛЕ&~ЛЕ$ за варианта от
фиг. 4.61 б, консумира около
15 mA. Проводнйците към пре-
229
включвателя не са критични, за-
щото те подвеждат само управ-
ляващо напрежение. Освен това
вариантът от фиг. 4.61 в изисква
нормално отворени контакта,
т. е. може да се работи със
стъпков превключвател само с
едиа галета. Всичко това позво-
лява да се превключват преда-
вателни линии с много бързи
или къси импулси.
4.2 ПРИЛОЖЕНИЯ
НА ОПТОЕЛЕКТРОННИ ЕЛЕМЕНТИ
4.2.1. Мигач
На фиг. 4.62 е показан прост
мигач (изпълнен по принципа
от фиг. 4.9), който даже неопит-
иият любител може да направи
без затруднения. Работи непо-
средствено с батерия 4-4,5 V
за джобио фенерче. Показани
са н захранващите изводи на
ИС D 140 (фиг. 1.5). Защитният
кондеизатор, който се свързва
между тези изводи, отпада за
тази и следващата схема. Тряб-
ва да се внимава за правилно
свързване на полюсите на бате-
Фиг. 4.62. Проста схема mi мигач с ми-
нималки разходи. За захранване е до-
статъчна батерия от джобно фенерче
J7Z:,, ЛЕЛ~D 140; Г,—SC 206, SS 216; Д—тар-
маниев за 0,1 A—GY 100; С, - честота иа ми-
гане; /?, = продължителност на светенс;
продължителиост на -паузата
рията, иначе ИС се разрушава
веднага. За сигурност последо-
ватели© в един от проводници-
те към батерията се включва
германиев диод Д от тип GY 100,
GY НО или друг подобен. Об-
щото време на мигане се опре-
дели грубо с Q, а с (пау-
за) и (светеие) то се регули
ра за конкретната цел. Прн
= 10 pF /?j = 47k2 н /?2=27 №
се получава около 1 Hz. По из-
ключение лампата Л се включ-
ва непосредствено към изхода
на ЛЕ. Неговите граничим пара-
метри почти се достигат, но по-
вечето D 140, включително пред-
лагаиите иа любителнте, имат
по-голям ко лектор ен ток на на-
снщане, отколкото следва от
фиг. 2.9 б, крива 2. Въпреки то-
ва не бива да се използуват по-
мощни лампи от 3,8 V/0,07 А.
Ако схемата ще се захранва от
батерия 6V и ще се употреби
лампа 6V/0.05A, по-подходящо
е за Д да се използува сили-
циев диод. По тази схема бяха
изпълнени голям брой опитни
образци с честота на мнгане
2-5-3 Hz (по-ниски честоти не
биваше да се избират). При про-
дължителна работа в течение
на месеци не беше наблюдаван
инто един отказ на ИС. При ИС,
предлагани за любителски цели
(D 140 отговаря на „ИС 5“, синя
точка), трябва да се обърне
нвнмаиие далн Л свети с пъл-
на сила. Това се проверява чрез
кратковременно късо съединеиие
на изхода на ЛЕ2 към маса. В
противен случай се счита, че
ИС не е пригодна за целта и
може да се претовари топлинно.
Фиг. 4.63 показва едно раз-
витие иа тази схема, при което
230
ИС . управляват само ключовн
траизистори и затова не е не-
обходимо да ийа мощен ЛЕ. За
и Ci важи казаното на
фиг. 4.62. Ако граничните пара-
метри на и Тэ позволяват, за
Л1 и J72 може ди се използуват
и по-мощни типове. предпаз-
ва от погрешно свързване на
батерията. Лампите Лг н Л2 се
редуват при светенето. На лю-
бителя са познатн много прило-
жения иа подобен „променлив
мигач“ ([1]). Нека посочим ми-
гача с водещ лъч ([ЗЦ). Схема-
та работи и без лампн. В съот-
ветствие с целта на приложе-
нието едната лампа с принадле-
жащий й ключов транзистор
също може да отпадне. При ми-
гаща светлина с дълго свете-
не и къса пауза се използуват
Л2 и Г2. Чрез ключовете Ki и
К2 са възможии два вида бло-
киране. Ако се затвори Ки мига-
чът остава в състояние, прн
което Л1 свети, а Л2 не свети.
Когато се затвори /<2, изгасват
и двете лампи. В това положе-
ние ИС консумира безполезно
ток. Затова тази възможност за
изключваие се използува само
когато то не става чрез контакт
Фиг. 4.63. Разширеиа схема на мигач с
редувашо се светене
ЛА. ЛЕ,—|-D 00 нли-^-D ПО клм D 120 (0140);
A-GY 100(4,.гЧ-5 V). SY 200 (при в V); Г,, Г.-
ОС 131. ОС 301; Л,, Л,—3,8 V /(0,07 А или
6V/ 0.1 А
Фиг. 4.64. Прнципно разположение на
оптичната част на шамандура за ориен-
т ираие в 8 направлении
в захранващия проводник, а на-
пример чрез блокиране иа ЛЕ* 11
по втория вход със сигнал L от
друга трупа ТТЛ елементи.
От гледна точка иа икономия
схемата иа мигача от фиг. 4.63^
ияма иикакви предимства пр^д
обикиовеиата схема с дискретии
траизистори ([1])!
4.2.2. Мигач за ориентнране
с 8 направления
(шамандура с водещ лъч)
Още в [31] бете описан мо-
дел иа такава шамандура за
опитни цели с управление от
релета. Реализираието му изця-
ло с траизистори беше невъз-
можно за любителя поради то-
гавашиото техническо ниво. Се-
га вече подобно изпълнение с
ТТЛ ИС е отиосително просто—
фнг. 4.64. Задачата на тазн
„навигационна помощ“ е да
направи възможно относително-
то определяне на местоположе-
иието иа водим съдове в по-
големите вътрешнн водни ба- *
сейнн при иощнн условней без
231
допълнителни помощни средства
иа борда. Географската посока,
от която наблюдателят вижда
шдмандурата, се установява чрез
просто преброяване на светлин-
ии сигнали. При това могат да
се различат 8 сектора за посо-
ка. С карта на водния басейн и
при наличие на 2 шамандури е
възможно сравнително точно
определяне на собственото ме-
стоположение. Този метод е из-
пробван с успех за спортни лод-
ки във вътрешните водни ба-
сейни. Други възможности за
приложение се предоставят на
изобретателността на любителя.
Както показва фиг. 4.64, има
4 лампи Лу~Л^ конто са за-
крити една от друга чрез две
кръстосани разделителни стени
(радйусът на кръга при опитни-
те образцы е 35 ст). Лу е ориен-
тнрана на север. Наблюдателят
рижда закотвената във водата
шамандура подобно на малък
„фар“. Фиг. 4.64 показва шаман-
дурата в поглед отгоре. Нека
откачало приемем, че в даден
момент свети само една лампа.
Всяка лампа свети по 1 s. На-
блюдателят, който се намира в
сектор 1, ще вижда 1 s светли-
на и 3 s тъмиина, отново 1 s
светлина и т. н. Ако се гледа
от междинна посока, например
от североизток (СИ), към ръба
на разделителната стена, тогава
ще се вижда както Ль така и
Л2. Секторът, от който се виж-
дат и двете лампи, се настрой-
ва чрез разстоянпето от лаыпи-
те до стената. Прн определено
«-ечаваие лампите вече
различават като два свет-
I източника. Наблюдателят,
кин ж о се намира в такъв меж-
динен сектор (за североизток и
сверозапад секторите са означе-
ни със защриховане), ще вижда
2 s светлина и 2 s тъмнина. Та-
ка се получават 8 сектора. За-
дачата е тези секторн да могат
да се различават. Това става с
помощта на опознавателен знак,
който се състои от трикратно
светване и изгасване на всички-
те 4 лампи едновременио. Пе-
риодът els — 0,5 S е светло
и 0,5 s е тъмно. Знакът се виж-
да от всички посоки. Ритъмът
светло/тъмно служи на наблю-
дателя като такт за броенето,
което следва. След третия опоз-
навателен импулс започва опи-
саното по-горе сканиране на
лампите, като първа свети Лх след
това Л2, Л3, Л4, следва отново
опознавателният знак и пакотна-
чало. Наблюдателят трябва да
изчака опознавателните импулси
и след това да отброи секун-
днте, докато види (възпрнеме)
секторния импулс. Ако сектор-
ният импулс се появи веднага
след опознавателните, значи све-
ти Лх и следователно наблю-
дателят се намира на север от
шамандурата. Когато наблю-
дателят вижда комбинацията
опознавателен знак, 2 s тъмнина,
1 s светлина, 1 S тъмнина, зна-
чи той се намира на юг от ша-
маидурата. При отброяване на
2 s тъмнина, 2 s светлина на-
блюдателят се намира в сектор
34, т. е. на югозапад. Тази фор-
ма иа сигнализация се е оказа-
ла лесна за запаметяване и за
„разчитане*1, тъй* като интервал
от 1 s се възприема добре без
помощнн средства чрез просто
броене, особено Тлед като три-
кратният опознавателен импулс
Фиг 4.65. Логнческа част на шаман-
дурата за ориентиране в 8 направления
задава ритъма на броене. За зри-
те лното възприятие на опитните
образцн нека споменем следно-
то. Вътрешните две трети на
разделителните стени бяха на-
правенн да отразяват чрез сре-
бъреи бронз, а въишиата . еднй
трета беше боядисана тъмна.
Използувани бяха лампи 12V/0,l А
и 6,3V/0,ЗА, конто даже в сла-
бо мъгливи нощи се възприема-
ха достатъчно ясно поне от
1-?2 km.
Управ ляващата електроника
трябва да генерира ред\ва1Ди
се сигиали за сканиране на лам-
пите и за едновременното опоз-
нав зтелно светване и изгасване
на четирите лампи с удвоената
сканираща честота. За това
има две възможности. Първ^та
е онагледена на фиг. 4.65. Вре-
медиаграмата на фиг. 4,66 пояс-
нява действието й.
Тактовият генератор за 1 Hz,
съставен от ТБ, ЛЕу и ЛЕг е
изпълнен според фиг. 4.9. С /?х
и /?2 се настройва честотата
1 Hz и коефициентът на запъл-
ване 0,5. На изхода иа ЛЕ2 се
генерира тактът Т. Три тригера
(ЛЕ3 -- ЛЕ* ЛЕ6—ЛЕе, ЛЕп —
Л£8) делят входната честота та-
ка, че на изходите Q2 и Q3
се получават импулсите, показа-
ми на фиг._4.66. Те и техните
инверсии Qlt Qs и Q3 cv декодн-
рат с ЛЕъ+ЛЕы в резултат
на което в даден моМент само
на един изход на тези ЛЕ има
L. В началото изходът иа ЛЕг7
е в Н. Тогава един след друг
изходите на ЛЕв, ЛЕ1о, Л Ей. и
ЛЕ12 стават Н, при което съот-
ветните ключови транзистори
се отпушват в същия
ред и за същото време. Лампи-
те Л1“-Л4 светват една след дру-
га в последователиостта, показа-
на на фиг. 4.66. Тъй като през
време на сканирането Q3=L,
ЛЕи е забранен. Прн четвъртия
сканиращ такт Q3=H и Q3 = L,
следователно Л£’134-ЛЕ’16 са за-
бранеии, а ЛЕ1Ч е разрешен. Се-
га ЛЕХЧ се управляв? с инверс-
ния такт от изхода на ЛЕу. Из-
ходът на ЛЕуч сканира ЛЕд-^
~ЛЕп едновременио и всички-
те 4 лампи светят. След нови
4 такта Q3 отново става L, с
което се възстановява състоя-
233
232
Фиг. 4.66. Времедиа-рами към фиг. 4.65
нието на първоиачалното скани-
ране. ЛЕ1Ъ -z-JIEtf изпълняват
ролята на декодер иа състоя-
нието на сканиращия брояч,
съставен от тригерн. Много важ-
на е ролята на ЛЕ1а. Ако го ня-
ма, опознавателннте импулси
щяха да бъдат 4, при което
първото едновременно светване
на четирите лампи би следвало
непосредствеио след светенето
на Лл. Следователно началото
на опознавателиия знак не би
се различавало ед позначно от
посока запад. Ето защо първият
От четирите опознавателни им-
пулса трябва да бъде подтис-
нат (забранен). Той се получава
при състоянне на брояча ~
=Q2=H. Изходът на ЛЕха е в
L при първия опознавателен им-
пулс, следователно ЛЕХ1 е бло-
киран (забранен), така че при
тази стъпка на брояча тактът Т
•преминава през ЛЕ„. Клю-
| Ki е отворен при нормал-
работа. Той позволява че-
ите лампи да светят постоян-
но, например при ремонт. Прн
затворен ключ тактовият генера-
тор е спрян чрез ЛЕГ, чнйто из-
ход е в Н. Изходът на ЛЕ1а
също е в Н, през входовете
на ЛЕ^-^-ЛЕ^ получават L и
са забранеии. Едновременно оба-
че изходът Q3 получава през Д1
също L. Свързването на изхода
на ЛЕа към маса през Дх води
до незабавно преобръщане на
третия тригер (входът иа ЛЕ7=
= L, Q^L). Следователно късо-
то съедииеиие на изхода на ЛЕа
е кратковременно! На всички
входове на ЛЕХ1 има Н, изходът
му е в L, така че докато ключът
Кг е затворен, всички лампи
светят.
За схемата от фиг. 4.65 са ие-
обходими 5 ИС и сравнително
много пасивни елементи за три-
герите. С по-малко разходи на
пасивни елементи, но с 6 ИС от
тип D 100 се реализира функ-
ционалио същата схема по
фиг. 4.67. Съответните време-
диаграми са показаии на фиг. 4.68.
Тактовият генератор е същият
като на фиг. 4.65. Тук се изпол-
зува четиритактова система от
малко по-друг тип, която рабо-
ти статично. Начинът на дей-
ствието й се обяснява по-подроб-
но в [2]. Предимството й е, че
на изходите тя генерира
сигнали с ниво L, конто следват
един след друг — фиг. 4.68. По-
добна система беше вече пока-
зана на фиг. 4.13. Четнритакто-
вата система е изградена с
ЛЕъ^-ЛЕ12 и се тактува на една
стъпка на пред по всеки фронт
L—Н и Н—L на разделената на
две тактова честота. Входът на
системата е общият проводник
за ЛЕЬ и ЛЕа. Входиата често-
234
Фиг. 4.67. Шамандура за ориентирами
със статично работеща четиритактова
система
та се получава от такта Т чрез
делене иа две с един управля-
ван по фронт RS-тригер -— Три-
гер 1. С цел пестене иа ИС и
поради това, че за опитния обра-
зец и маше изисква не да се из-
ползува един единствен тип ИС,
Тригер 1 и Тригер 2 бяха из-
пълнени като управлявани по
фронт. Свързаните с това раз-
ходи на външни дискретни еле-
меити могат да се спестят, айо
тригерите се заместят с по една
ИС D172 (фиг. 1.6), при което
ще отпадне 1 HOD 100. Ако се
избере именно това изпълнение,
за първия тригер тактът Т се
подава на тактовия вход на
D 172, изходът му генерира
Т
Ду отпада, а свързаният към
катода му проводник се подава
на входа R на D 172. Входовете
S, J и К остават иесвързани.
При "заместване-*на Тригер 2 с
D 172 неговият изход 0=/в,Д2
се запавва, анодът му се свързва
към входа R, а входовете S’, Ун
К остават Иесвързани. Изходът
Q на р 172 е свързан към
JIEa-^JlEw. Ключът К2 се свърз-
ва директно към входа R иа
Тригер 2, респ. към анода иа Дг
(който всъщност е оставен точ-
но по тази причина). Д3 може
да отпадне. За това решение е
необходима една ИС повече, ио
в замяна на това по-малко дис-
кретни елементи.
Времедиаграмите иа фиг. 4.68
поясняват действието иа схема-
та. По време на сканирането
Тригер 2 е в състоянне 4=L,
а изходът на ЛЕ^Ъ. По също-
то време при всеки такт на
/2, t3 и се получава L,
ЛЕХ9-¥ЛЕ1Ъ един след друг из-
веждат на изходите си Н и през
ЛЕу^ЛЕ^ управляват съответ-
ио лампите. По следващияН—L
фронт иа 4 Тригер 2 се пре-
235
обръща, нзходът на ЛЕ^ става
L, JIE^-^JIE^q са забранени,
става Н и разрешава ЛЕ±. В то-
зи момент tt действува на вхо-
да на ЛЕ* все още като L, та-
ка че изходът на ЛЕ± също е
в L и изходите ЛЕ^—ЛЕ^ са
в Н —всички лампи са загасе-
ии. Освен това за времето на tr
се осъществява и блокирането
на първия опознавателен импулс
през ЛЕЭ. При следващнте 3 так-
та /Х=Н и изходът на ЛЕ2 дей-
ствува през ЛЕ3 и Л£д иа вхо-
довете на ЛЕп+ЛЕы, така че
вснчките 4 лампи светват едно-
временно. По следващия Н—L
фронт иа ЛЕК отиово се бло-
кира, с което завършва опозиа-
вателиото сканиране. За време-
то на иормалното сканиране
t—ЛЕ^ са разрешены. Ос-
эзнатото действие иа схе-
при затваряие иа ключ
непрекъснато светеие за
целите на поддръжката нли за
контрол, тук ключът Kz позво-
лява един полезен за практика-
та режим. Когато /С8 се затвори,
ЛЕ^-тгЛЕ^ постоянно са блоки-
рани и /б —Н. По този начин се
получдва постоянно генериране
на опознавателии импулси — 3
импулса, пауза (която отговаря
иа блокирания четвърти опозна-
вателен импулс), отново 3 импул-
са ит. н. — без нормално ска-
ниране. Така ед позначно може
да се означи като повредена
една шамандура, конто не е из-
пранна или се е откъснала от
мястото на закотвяието си и
вече не сочи правилно север.
Чрез своя опознавателен знак
тя все пак е означена като ша-
мандура, докато при постоянно
светене в случай на повреда
има опасност да бъде сбъркана
с друг светлинен източник. Мо-
же да се помисли за замяиа на
К2 със стрелката на компас,
чието положение да се прове-
рява със светлинен датчик —
лампа или светодиод и фото-
приемник по схемата на фнг. 4.72,
или с много изгодния вариант
от т. 4.2.6, който нма малка
коисумация. Ако стрелката се
отклони от посока север, се из-
дава сигнал с ниво L на място-
то К2, което напълио автома-
тично означава шамандурата ка-
то повредена.
Призатваряне на Дх (фиг. 4.67)
тактовият генератор се блокира.
Тригер 2 се установява в съ-
стояиие 4=Н, при което на
входовете на ЛЕ13~ЛЕУ& се по-
лучава L. Сигналът L от се
инвертира два пъти в ЛЕ2 и
ЛЕЪ, постъпва на ЛЕ^ чийто из-
ход става Н, изходите на ЛЕГ1-т-
Фиг. 4.69. Тиристорно превключване на
лампите от фиг. 4.65
Фиг. 4.70. Тиристорно превключване’яа
лампите от фиг. 4.67
^-ЛЕ2() стават L и вснчки лам-
пи се включват. За целта ЛЕ2
трябва да нма и на двата си
входа Н. Тъй като спирането
на такта става асинхронно, че-
тиритактовата система остава в
случайно състояние. За да бъде
разрешен ЛЕ& Тригер 1 се ус-
тановява чрез така, че при
^н.
Трябва да се обърне внима-
ние на това, че за схемата на
фиг. 4.65 лампите се включват
при Н на изходите на ЛЕ$-±ЛЕ12,
докато за схемата на фиг. 4.67
това става ори L на изходите
на ЛЕп~ЛЕ2(). За първата схе-
ма са използувани траизистори
от тип NPN, което позволява
свободен избор на захраиващо-
то напрежение на лампите. По-
ради това, че за втората схема
са необходим^ траизистори от
тип PNP, напреженнето иа лампи-
те се определи от максимално до-
пустимо™ напрежение на изхода
на ЛЕ — +6V. В противен слу-
чай иа мястото на ЛЕХ1-^ЛЕ20
от фиг. 4.67 трябва да се из-
ползуват ЛЕ с отворен колек-
тор и в зависимост от типа —
със съответио по-голямо мак-
симално допустимо обратно ко-
лекторно напрежение! Тогава е
възможно и по-високо захран-
ващо напрежение за лампите.
Схемата на захранването е да-
де на накратко на фиг. 4.67. Из-
ползува се напрежение +6V,
което чрез се намалява до
около 4- 5,3V за ИС. С2, С3 и С4
са обикиовените филтрови кон-
деизаторн, конто естествено са
необходими и за схемата да
фиг. 4.65. Декоднращите и из-
236
237
Фиг. 4.71. Схемн за управление иа по-
мощни лампи при работа с постоянно
иапрежение: а—към фиг. 4.65; б—към
фиг. 4.67
ходните ЛЕ и съответните ИС
(JIE^JIE^ на фиг. 4.65, ЛЕ1Ъ^
-~ЛЕ2й иа фиг. 4.67) не изиск-
ват филтрови коидензатори. За
по-голям обсег на видимост
трябва да се използуват по-
силни лампи, което предполага
наличие иа съответните захраи-
ващи източници или кабелно за-
хранване на мястото иа шамаи-
дурата. Ако има на разположе-
иие променливо иапрежение,
лампите могат да се включат
непосредстве но през тиристори
за работа в едиополупериодеи
режим (фиг. 4.69). Напреженне-
то на лампите е . равно на поло-
вината от захраиващото промеи-
лнво иапрежение. Подходяще из-
пълнение за схемата от фиг. 4.67
е показано на фиг. 4.70. Ако е
вможен само режим на рабо-
от батерия, се използуват
пи с ииско работ! ю иапре-
жение, управлявани от подходя-
щи мощни ключови транзисто-
ри. Фиг. 4.71 показва/две въз-
можности за управление. Ораз-
меряването на схемата се из-
вършва по основиите правила
според зададеиите лампи и про-
изволно избраиото иапрежение
за лампите Ua. Т6 трябва да бъ-
де съобразен с Ол и тока на
лампата, като се има предвид
особено съпротивлението в сту-
дено състояние. се определя
от рув и от необходимия базов
ток на Гв (за фиг. 4.71 а\ респ.
от същия ток и от условието
URb=5V (за фиг. 4.716).
4.2.3. Светлииии бариери
за броеие, контрол
и охрана
При дадените тук светлинии
бариери се разглежда само при-
емната част. За лампи са под-
ходящи обикиовени изпълнения
с вдлъбиато огледало, а в при-
емната част е възможно също
събирането на светлинните лъ-
чи в сиоп чрез фокусираща ле-
ща. Лампата трябва да се за-
хранва с постоянно напреженне,
защото при променливо напре-
'жение се получава модулация
на светлината със 100 Hz, която
води до съответиата модулация
на изхода на ириемника. Оптич-
ните детайли, конто са от ре-
шаващо значение за светлинни-
те бариери, са разгледаии в [31J.
Като приемиици на светлина за
любителски цели се препоръч-
ват силициеви фототранзистори.
При достатъчно силна светлина
са подходящи също така сили-
циеви фотодиодн. Германиеви
полупроводникови прибори ие
се препоръчват. Могат да се
238
Фиг. 4.72. Входни схеми за приемника
на светлиина бариера:
л—за фототранзистори беа взведена база или
за фоторезистора; б—за фототранзистори с
изведена база
използуват и фоторезистори иа
базата на CdS [1], конто обаче
се оказват инертни при бързи
изменения на светлината.
На фиг. 4.72 са показаии две
приемки части на светлинни ба-
риери с универсално приложе-
ние. Фототранзисторът на
фиг. 4.72 а управлява един то-
ков тригер [1]. С /?1 се настрой-
ва прагът на включване според
силата на светлината. При осве-
тяване на Изх се получава Н.
Към Изх могат да се свържат
входове на ТТЛ ЛЕ. Когато
фототранзисторът има извод
от базата, по-изгодна е схемата
от фиг. 4.726. Тн не е толкова
чувствителна към светлината
като тази от фиг. 4.72 а, но до-
пуска работа при по-високи че-
стоти — над 100 kHz. С Rt схе-
мата се иастройва за конкрет-
ната осветеност, респ. настрой-
ва се прагът на задействуваие.
При варианта от фиг. 4.72л мо-
же да се използува CdS-фото-
резнстор, който обаче няма да
реагира иа прекъсвання на ос-
ветяваието, по-кратки .от 104-
4-20 ms. Това време сил но за-
виси от типа на фоторезистора.
Когато схемата се използува за
броене с електронеи брояч, вхо-
довете на ТТЛ ЛЕ могат да се
включат непосредствено към
Изх. Ако импулсът на Изх е
достатъчно дълъг, може да се
включн механичен брояч през
ключов транзистор. Моновибра-
торът от фиг. 4.73 а удължава
импулса толкова, колкото е
необходимо за сигурно задей-
ствуване на релето. Продължи-
телността на удължения импулс
се определя от зависимостта,
дадена на фиг. 4.5. Ако се из-
ползува D100, добре е да се
формира входният импулс с JlEt
и J1E2 по показания начин. В
противен случай Bxt се свърз-
ва непосредствено към ЛЕ3.
Вхг или Вхг се включват към
изхода на приемник, изпълнеи
по фиг. 4.72. Когато се изпо'л-
зува Bxlt релето включва при
затъмняване на фоторезистора.
Обратно, при използуване на
Вхъ релето включва при осве-
тяваие и остава в това състоя-
иие най-малко за определеното
от Rt и Ct време. Чрез Вх2
схемата реагира н на къси про-
блясвания. Параметрите иа Р
и Tv и Up се определят за
239
Фиг. 4.73
а—удьлжаяане на импулсите при бързо пре-
сичане на светлинната бариера за регистрира-
ието им с реле или механичен брояч; б—«про-
стей вариант
всеки конкретен случай. Изпол-
зува нето иа мощен ЛЕ (D140)
и реле с параметри Up =4-?5V,
Rp > 88 Й прави 7\ излишен —
фиг. 4.736. Стойностите на Rt
и Ct се определят от желаното
време иа задържане иа реле-
то— фиг. 4.5.
Често се поставя изискваие
за самозадържане на релето,
например когато светлинната
бариера се използува за охрана,
защита или аларма. Това озна-
чава, че релето трябва да се
задействува даже при най-крат-
ко затъмняване и да остане в
Фиг. 4.74. Схема за самозадържане за
аларменн и охраните л ни светлнннн ба-
риерн, подходяща за допълнение към
схемата от фиг. 4.72
това състояиие и след като
осветяваието се възстанови. В
този случай може да се прило-
жи схемата от фиг. 4.72, като
след нея се свърже един RS-
тригер— фиг. 4.74. Тригерът се
иулира чрез включване на клю-
ча К, при което релето отпу-
ска. За последиото приложение
схемата може да се опрости.
Няколко примера за това са
показали на фиг. 4.75. Схемата
от фиг. 4.75*tt е комбинация от
ток>в тригер и RS-тригер. При
осветяване на фототранзистора
транзисторът Г2 се отпушва,
на входа на ЛЕХ се подава L,
изходът му става Н, 7\ се от-
пушва и релето включва. Реле-
то отпуска при затваряне иа К.
Следователно тази схема реаги-
ра на светлинни импулсн, а не
на затъмняване. Ако пък се
желае именно това, трябва да
се размеият местата на фото-
транзистора и Rx— фнг. 4.756.
С се настройва светлочув-
ствителността. Когато освете-
иостта е достатъчна и налнч-
ният фототранзистор може да
се иасити до колекторен ток
l-j-2 mA, схемата се опростява
до вида, показан на фиг. 4.75в.
Тук мощиият ЛЕ D140 управ-
лява непосредствеио релето.
240
л) ле, лег '/лтмилиинаилиино
TZ —SS2f6 (С = 200) силицие# ЛР#
Фнг. 4.75. Опростени варианта за извеж-
дане иа иЛодния сигнал на светлнн-
ни бариери при под ход h то осветление
Схемата реагира на осветяване
с включване иа релето, което
след това трябва да се освобо-
ди ръчио чрез К- Тя е много
подходяща за защита срещу
кражба, при което потенциал-
ният обект иа кражбата е из-
точник .на светлина за фото-
транзистора. За подобно при-
ложение вместо фототранзистор
може да се използува CdS фо-
торезистор от тип CdS 19,FO-K5,
WK 650 35 или подобен с въз-
можно иай-голяма повърхност.
Тези схемни решения показ-
ват, че при простите светлинни
бариери използуването на ИС
не носи особени предимства в
сравнение с обикновените схе-
ми (вж. [1] и др.). Истинските
възможиости на ИС се проявя-
ват едва при по-сложни логи-
чески функции. В следващите
точки се привеждат няколко
примера за това.
4.2.4. Светлниии бариери,
отчитащи посоката
на пресичаие иа лъча
Схемата от фиг. 4.76 е под-
ходяща за случайте, когато е
необходимо да се регистрират
само обектите, пресичащи лъча
в едната посока илн когато се
извършва отделно броене иа
пресичанията в едната и в дру-
гата посока. Двата приемника
на светлина, T$i и Гф2, трябва
да се разположат иепосредстве-
но един до друг без допълни-
телна оптика. Те се осветяват
от общ светлине н източник.
Важно е двата приеминка да се
затъмняват от обекта едиовре-
менио. Следователно разстоя-
нието помежду им определи
най-малкия рззмер на обек?&,
който може да бъде отчетен.
Тъй като спецМалицте фототран-
зистори, например КР 101 и др.,
имат днаметър само 3 mm, с
тях могат да се регистрират
достатъчно малки обекти. Схем-
ните решения с такива фото-
транзистори могат да се изпол-
ауват прн броеие на насекоми
за изследователскн цели, напри-
мер могат да се броят пчелите
на входа на кошера. k
Източникът на светлина тряб-
ва да бъде колкото е възмож-
но по-мощеи. С Ra и се из-
вършва донастройка според ва-
лиЧната осветеноот и се израв-
нява чувствителността на двата
-приемника. Групите 7$i с
ЛЕу и Тф2 с R& Гя, ЛЕ2
16 Интеграции схеми
241
*5V
Фис. 4.76. Сйетлинна ба-
ртера, отчитаща посоката
на пресйчане
— SS 216 (р>250); 7-ф1,
Тф^-КРКЛ, SP201 (силициев
Гф ); ЛЕк*-ЛЕл-D 100, ЛЕ&
ЛЕи-£> 100; Д,—SAY 32
изграждат по един тригерен
вход. В нзходио състояние,
което отговаря на осветяване,
изходите иа ЛЕХ и ЛЕ? са в Н,
а изходът иа ЛЕ3— в L. Съ-
стоянието на изградения с ЛЕЪ—
ЛЕ(- RS-тригер съответствува
иа последнего регистрирано
пресйчане —в посока А или в
посока В. Изходният сигнал
откачало е без значение, защо-
то ЛЕЭ е блокираи и в нзход-
но състояние изходът на ЛЕХ
е L. Броячните изходи А и В
са в състояние Н. Третият из-
ход Бр позволява включване
на електронен брояч. В изход-
но състояние Бр също е в Н.
Моновибраторът, изграден с ЛЕХ
и Г3, се различава от разг^еда-
ните доту к прим ери. Използу-
ването иа NPN транзистор по-
зволява зададеното време да
се постигне с малка стойност
на Ct, аАосвен това се реали-
зира инверсия на сигнала, с
което се спестява един ЛЕ. За
конкретиня случай това означа-
ва? пестяване на трета ИС!.
^fe<a предположим, че един
1 пресича бариерата в по-
сока от А към В. Отиачало
ще се затъмии 7^х, след това
Гфз- Разликата във време може
да бъде от порядъка на 10—6s.
Тогава първо изходът на ЛЕХ
става L, след това и изходът
на ЛЕ2. Изходът иа ЛЕ3 ста-
ва Н, но този преход не стар-
тира моновибратора. Едновре-
менно с това двата входа иа
RS-тригера (ЛЕЪ—ЛЕ^ стават
L. При указаната посока от А
към В Гф1 ще бъде осветен
по-рано от Гф2 н изходът на ЛЕХ
пръв ще стане отново Н. На
входа иа ЛЕ& се получава крат-
ковременно ниво L, докато вхо-
дът на ЛЕЪ отново става Н.
Тригерът се установява в съ-
стояние, при което изходът на
ЛЕ$ е в Н. Малко след това
изходът на ЛЕг също става Н
и сега на двата входа на ЛЕ3
има Н. В момента, когато и
Гф2 се освети, изходът и а ЛЕ3
става L. Непосредствено преди
това се е уставовил и триге-
рът. Снгналът L на изхода иа
ЛЕ3 преминава през дифереи-
циращата верига Сх—Rx и стар-
тнра моновибратора. Изходът
242
иа ЛЕЛ става Н, с което се раз-
решават ЛЕ? и ЛЕв и състоя-
нието на тригера се индицнра
на изходите А и В— в конкрет-
ния случай през ЛЕН иа из-
ход В. Времето на разрешение
се определи от конкретните
изисквания чрез Ct и Д’,. Сле-
дователно преминаваие на обект
през бариерата се индицира със
сигнал L на изхода, маркиран
за дадената посока, като про-
дължителността на изходиия
сигнал се определи от Ct и
Rt. При пресйчане в обратна
посока пронесите се развиват
по описания иачин, само три-
герът се установява в проти-
воположного състояние и сиг-
налът иа моновибратора се поя-
вява на изход А.
Към изходите А и В могат
да се свържат отделни меха-
нични броячи (през траизистор-
ни ключове съгласно фиг. 4.42с),
схеми със самозадържане (съ-
гласно фиг. 4.74) и др. Опре-
делената чрез Ct и Rt време-
констаита трябва да се съгла-
сува с изискранията иа брояч-
ния механизъм. Естествено, тя
определя и максималната често-
та на броене! При С,=5 рЕ и
Й най-късият импулс е
около 0,1 s. Като се отчете и
необходимого време за възста-
новяване на моновибратора, при
избраните ;стойности могат да
се дэегистрират 5-? 6 пресичания
за секунда. Всъщност механнч-
ните броячи обикновеио ие по-
зволяват по-големи честоти. Ct
може да се иамалява, като за
електронни броячи достига до
10 nF.
На изхода Бр се получава
кратък (около 1 ps) отрицате-
лен нмпулс при всяко пресича-
не на лъча независимо от по-
соката. Той може да се изпол-
зува при нужда за бързо брое-
не с електронни броячи или ка-
то стартов импулс за друг мо-
новибратор (изграден съгласно
фиг. 4.5 или 4.6). Изходиият
импулс иа моиовибратора дава
възможност за сумарно броене
на пресичанията в двете пото-
ки. Когато броенето се извърш-
ва с електроиен брояч с пре-
включване на посоката иа брое-
ие, изходите А н В се свърз-
ват с входовете за посоката,
а изходът Бр—С броячния вход.
Така например с тази схема,
действуваща на входа на една
нзложбена зала, ще се су мира
броят иа влиз^щите посетители,
ще се изважда броят на изли-
защите и непосредствено ще
се отчита броят на присъству-
ващите в залата.
При необходимост схемата
се блокира с КБ. Високочестот-
ните смущения, конто могат да
възникнат при неблагоприятни
експлоатационии условия и би-
ха довели до грешки в брое-
нето, се филтрират с С2.
Накрая ще дадем практиче-
ски съвет за настройка с Ra и
Rb. Изходът Бр се свързва
кратковременно към маса, из-
ходът на ЛЕ1 става Н и бло-
кира моиовибратора. Настрой-
ката се нзвършва в това съ-
стояиие с R^ ту с Rb, като
обектът трябва да пресича свет-
линната бариера с възможно
най-малка скорост и ГФ1 и Тф
трябва да се затъмняват един
след друг. В произволен момент
243
Фиг. 4.77. Светлинна бариера за перио-
дичен контрол с малка консумация
ЛЕ^Ъ-ЛЕ#-D 100; ЛЕ^л-ЛЕ,.— D 110; Г,, Т^~
SS216 ф>250); Гд-ССЮОч-121 иля друг си-
лнцнев PNP (р>80); Т^— SF126 (параметрите
се еъгласуват с лампата); 7^—SF126 (парамет-
рите се еъгласуват с релето); Ду—SAY 12ч-32;
Ди—произволен с £/обу>£/р ; 7ф — КР101,
SP 201 (силнциев фототранзистор; евентуално
CdS фоторезистор)
трябва да има ниво L или само
на изход А, или само на из-
х^ц В. Проверката на нивото
да се нзвършва с пробник за
логически нива! Настройката не
се счита завършена, ако при
бавно пресичане на бариерата
тригерът остава предимно в
едно определено състояние (не-
правилио за противоположната
посока).
4.2.5. Икоиомични бариери
за периодичен контрол
^L.h-мощният х ко нсуматор в
те иа светлинните барие-
лампата с нажежаема ииш-
ка. В някои случаи е достатъч-
но състоянието на коитролира-
иата облает да се проверяла
през известии иитервали от
време (в следващйте примери
се проверява дали по пътя иа
лъча няма препятствия). Подоб-
на проверка иаистина е доста-
тъчна, когато обектът преенча
светлинния лъч бавио, т. е. ко-
гато времето на прекъеване иа
лъча е дълго. В такива слу-
чаи светлинната бариера нор-
мално е изключена и се включ-
ва кратковременно на иитерва-
ли от няколко секунди. През
останалото време лампата не
свети и не консумира ток. Есте-
ствен©, по време на тези паузи
пресичаието на лъча от обекта
ие може да се отчете. При то-
зи режим иа работа се пести
до 90% от консумираиия ток
на лампата.
На фиг. 4.77 е показана по-
добна схема. Тук Ле лампата
на светлинната бариера, която
осветява 7'ф. Възможно е свет-
лината й да се насочва чрез
вдлъбнато огледало. Пресичане-
то иа лъча води до изработва-
ие на сигнал „аларма". Релето Р
се включва и чрез самозадържа-
не схемата остава в състояние
„аларма*. Извеждаие от това
състояние става чрез бутона Б„зч.
Тактовият генератор е съетавеи
от 7'1. ЛЕЪ и ЛЕ2 съгласио
фиг. 4.9. Времето на интервала
между две проверки се задава
грубо с Cr. С Rx се задава вре-
мето на паузата, когато барие-
рата не действува и лампата не
свети, а с /?2— времето, през
коет» лампата свети и бариера-
та е актнвирана. Най-късото
активно иреме трябва да бъде
най-малко четири пъти по-голя-
мо от продължителността на
импулса иа моновибратора, съ-
ставен от ЛЛ3, Г3 и Л£4. Тази
продължителност се определя
от С2 и R3. През време на пау-
зата иа изхода на ЛЕХ има L,
Г4 е запушен и лампата не све-
ти. ЛЕЪ също е блокиран, на
изхода му има ниво Н. По съ-
щото време състоянието на три-
гера, съставен от ЛЕе и ЛЕЪ
се определя с ииво L на изхода
на ЛЕ& следователно Т& е запу-
шен и релето е отпуснато. Из-
ходът Изх, който може да се
използува за най-различни цели,
е в състояние Н. При Изх=к
се индицира „аларма". Натиска-
ието на тестовия бутон Бт
включва състоянието „аларма"
за проверка, а бутонът Бмзч го
прекратява. При иатиснат бутон
Без схемата за самозадръжка не
действува и релето остава вклю-
чено само докато лъчът е пре-
къснат (Изх е блокиран в съ-
стояние Н).
След нзтичаие на паузата на
изхода на ЛЕХ се получава Н,
Г4 се отпушва и Л светва.
Едновременио на изхода на ЛЕ2
се получава спадащ фронт, кой-
то стартира моновибратора, съ-
етавеи от ЛЕ3, Г3 и ЛЕ4 съглас-
но фиг. 4.6 н 4.7. За времето
на импулса изходът на Л£4 е
в L. ЛЕЪ остава блокиран — се-
га от изхода на ЛЕХ. Необходи-
мо е двете блокировки да се
Ьастъпят по време, т. е. втората
да бъде гарантирана преди из-
ходът на ЛЕХ да разреши ЛЕ6.
За тази цел сигналът от изхода
иа ЛЕХ се забавя с групата
/?5—С3 толкова, колкото е нуж-
но да се компенсира времето
на закъснение на моновибратора.
Тогава ЛЕХ ще разреши ЛЕ6
едва след като изходът на ЛЕ4
вече е станал L.
Моновибраторът има за зада-
ча да блокнра ЛЕ$ докато лам-
пата достигне номиналната си
яркост и (ако охраняваното от
светлиииия лъч пространство е
свободно) Тф отпуши Т2 през
/?6 и на третия вход на ЛЕ3 се
подаде ниво L. При нормална
работа ЛЕ& остава блокиран —
сега от 7'ф, докато лампата се
подгрее н моновибраторът се
върне в изходно състояние (из-
ходът на Л£’4=Н). След изти-
чане на активното време так-
товият генератор изключва лам-
пата и през групата R&—С3 бло-
кира ЛЕ& преди още лампата
да е загаснала напълно. Изхо-
дът на ЛЕЪ остава вииаги в
състояние Н и тригерът не
про меня състоянието си.
Когато охраняваното про-
странство е заето, лъчът се
прекъева и Гф и Т2 остават за-
пушеии. След като моновибра-
торът се върне в изходио съ-
245
244
стояние, изходът иа ЛЕ* става
Н. Така иа трите входа ва ЛЕ5
има Н и нзходът му става L.
Тригерът повтвря това съ стоя-
ние, релето се включва и изда-
ва сигнал Лаларма“ дотогава,
докато тригерът не бъде нули-
раи чрез бутона Бкзч. При за-
тваряие иа тозн бутои ЛЕ5 се
забранява през и едиовремен-
ио тактовият генератор се бло-
кнра в изходио състояиие, при
което изходът на ЛЕг е Н и
лампата свети.
Времената на светене и пауза
се задават чрез /?я и С\
спорей изискванията иа кон-
кретного приложение. Опреде-
леното с /?3 и С2 време не би-
ва да бъде по-голямо, отколке?
то е необходимо за достигане
на иомнналната яркост на лам-
пата. Обикиовено То е от 0,1
до 0,3 S и зависи от типа иа
лампата и разстояиието, което
трябва да се покрие от свет-
лииння лъч (при фоторезисто-
рите то определи силата на
осветяваие).
Първоначалната настройка се
извършва при натисиат бутон
£сз. С /?6 се търси минимално-
то насищане на Г2 от тока иа
Гф, при което преенчането на
лъча вече не води до издаване
на сигнал „аларма*. След това
се намалява /?3, но само до-
толкова, че да ие предизвика
„аларма". Когато времето иа
светеие на лампата трябва да
бьде 1 s и по-малко, стреме-
жът е да се 'достигне ъъзмож-
ць, най-малката стойност за /?3.
Лнампата и релето могат да
ах ран ват от общ източник
wK от отделни източници U*
н Up. Когато токът на лампата
надхвърля 0,1 А, за Г4 се изби-
ра екземпляр. с £=300~ 350.
През време на паузите схемата
консумира ток евмо за наличии-
те ИС. Развързващите конден-
затори (фиг. 1.24), евързани
към захранващите изводи на
ИС, са от голямо значение.
Към Гф може да се предвидя
събнрателна леща, а вместо
Гф може да. се използува фо-
торезистор от CdS. Настройката
на оптичната система се извърш-
ва при натиснат бутои 5НЗЧ.
4.2.6. Светлннна бариера
с оптична обратна връзка
за регистриране иа малки
обектн
При светлинии броячни нли
сканираши бариери често е
нужно да бъдат покрити съв-
сем къси разстояния — напри-
мер при четеца на перфокарти.
Фиг. 4.78 показва много ико-
номична и надеждиа светлинна
бариера, в която като източник
на светлина е използуваи све-
тодиод [14]. За Предпочитане
е да се използува инфрачерве-
на светлина, за която силицие-
вите фототранзистори имат най-
Фиг. 4.78. Светлннна бариера с оптична
обратна връзка
СД—препоручи» се тип IR (VQ НО): Гф — SP
201; 7\ - SS216+2I8D. t: ЛЕ — стандартен
vtlOtrtm
246
голяма чувствителност. Така
могат да се покрият разстоя-
ння от 10 до 20 mm между
светодиода и фототраизистора
без ннкакви оптични помощни
средства. Ако трябва да се из-
ползуват индикаторни свето-
дноди с червена светлина, до-
пустимого разстоянне се нама-
лява до няколко mm в зависи-
мост от чувствнтелиостта на Тф,
ио и това в повечето случаи е
все още достатъчно. Под спо-
менатите малки обекти трябва
да се подразбнрат подлежащи
иа преброяваие малки детайли,
отвори на перфокарти и др.
Когато лъчът е прекъснат,
Гф се запушва, което води до
запушване и на Гх. Върху /?х
се получава ТТЛ сигнал с ни-
во L. Така в затъмнено състоя-
ние на изхода на ЛЕЪ който
може да бъде произволен ТТЛ
ЛЕ, се получава ннво Н. Ог
източника 4- Ucc през /?2 и све-
тодиода тече малък ток, който
се настройва с /?2 така, чс при
осветяване Гф да се отпушва
снгурно. Когато от тока на Гф
се отпуши Гх, той осигурява
по-нискоомна верига иа свето-
диода към маса. Светодиодът
започва да свети по-ярко, което
води до пО-нататъшно отпуш-
ване на Гф и Гх. Схемата има
тригер но действие, което се
осъществява чрез оптична обрат-
на връзка. При отпушей Гх
върху 7?х се получава макси-
мален пад около 3,5 V, т. е. на
входа на JIEt има Н. Щом Гф
започие да се затъмнява, токът
на Гх намалява, намалява сила-
та на светеие, Гф се запушва
още повече и т. и. Схемата
превключва на мииимална осве-
тленост и светодиодът консуми-
ра много малък ток. Габаритн-
те на схемата се определят от
Гф и светодиода и позволяват
подреждането на няколко та-
кива схеми една до друга в
един ред. Впрочем за гъст мон-
таж на редове, какъвто се
изисква например при четците
на перфокарти и перфолента,
се препоръчва използуване иа
къси светловоди. Те позволяват
извънредно близко полреждане
на сканиращите редове. Пове-
че подробности за светловоди-
те могат да се намерят в [14].
С /?3 се компенсира прн нужда
п^екалено голямата чувствител-
ност на Гф към околнага осве-
тленост, като все пак /?3 трябва
да има възможно най-голяма
стойност. Едва след това се из-
вършва настройката с RJ С не-
го се нагласява основната яр-
кост на светодиода при не-
покрит Гф, така че при непре-
късиат светлинен лъч схемата
да се задействува сигурно. I
Всички използувани в схема-
та елементи имат висока гра-
нична честота (особено свето-
диодът и Гф) и затова сигна-
лът на изхода на JIEt е с до-
статъчиа стръмност. Това е
следствие и на тригерното дей-
ствие, дължащо се на оптнч-
иата обратна връзка. Затова
не е необходимо свързване иа
тригер след схемата, което се
отчита като допълнително пре-
димство. Максималната честота
на бродне е най-малко 100 kHz —
следователно далеч иад иеоб-
ходимата даже за много бързо
преминаващи малки обекти. При
подходяща настройка на /?2 и
R3 може да се влияе н върху хи-
247
Фиг. 4.79. Светлинна бариера, сигнали-
зираша превышение на скоростта
2XD 100; ЛЕ* ЛЕ^—D 140; Т*
т9— SS 216 (pS250); r3 —KF517 или GS111
(,р>100); «ZZj—промволеи; Тф^ Тф2~КР 101.
SP2O1; С А. СД,-VQA12
стерезиса на схемата, което е
предимство при броене на про-
зрачни (полупрозрачии) обек-
ти — например пропускащи свет-
лина перфокарти и др. Опитният
образец, изграден с инфрачервеи
светодиод и КР 101,позволн чрез
настройка с /?2 да се намали
токът на светодиода в неосве-
тено състояние на около 20%
от тока в осветено състоянне.
4.2.7. Светлиина -бариера
за контрол на максимална
скорост
Често се налага да се кои-
^Bbipa скоростта на вякакъв
'Ярт. Ако при това не се дър-
:Яг на абсолютната стойност,
а само на индикация на пйеви-
шението иа скоростта над -за-
дадена максимална стойност,
може да се използува бариера-
та за коитрол на скоростТа съ-
гласно фиг. 4.79. Подобна схе-
ма беше описана в [1]. Тук е
използуван същият принцип, но
изпълнението с ИС е значнтел-
но по-просто и без проблеми.
Освен специалните приложения
на подобии устройства в мото-
спорта и за контрол иа движе-
нием по пътищата, те се из-
ползуват широко в спорта изоб-
що. Подвижният обект може
да бъде превозно средство или
предмет върху конвейер. На-
преко над пътя на обекта се
поставят две светлинни барие-
рн иа около 1 m една от дру-
га— това отговаря на Дължи-
ната на измервателния участък.
Когато светлинните бариери са
снабдени с тристенни отража-
тели (вж. [31] лампите иприем-
ииците на светлина могат да
се разположат от едната стра-
на на състезателното трасе,
улицата (пътя) и т. н. Тогава
не е необходимо пътят на обек-
та да бъде преснчан от кабели.
На фиг. 4.79 е показан само
приемникът на светлина. Фото-
транзисторите Гф] и Гф2 спадат
съответно към двете бариери.
Обектът се премества от ГФ1
към Тф2 и бариерите се пре-
сичат в същия ред. Гф] управ-
лява трнгера, съставен от
ЛЕ1 и ЛЕй, за Д' който е вклю-
чен моновибраторът, съставеи
от Т'д, ЛЕ5, ЛЕ6, С, и R3 съг
гласно фиг. 4.6 и 4.7. Това с^
повтаря и прн Гф2 — тригерът
е съставен от 7'2, ЛЕ3 и ЛЕ4,
а моновибраторът — от ЛЕ^ и
ЛЕ8. Схемата съдържа и един
RS-тригер, съставен от ЛЕ« и
ЛЕ10. На тяхно място могат да
се включат и други типове ЛЕ,
когато включването на релето
ще става през ключов транзи-
стор
В нзходно състояние на из-
хода на ЛЕЬ има L, ЛЕ3 е за-
бранен и релето е отпуснато.
Пресйчане на светлинния лъч
при Тф1 задействува монови-
братора (ЛЕ& ЛЕ^), конто оста-
ва в нестабилно състояние за
време, определено от Q и R3.
За същото време изходът на
ЛЕб е в Н и може да се
задействува и вторият моно-
вибратор. Ако обектът пресече
лъча на Т'ф2 пре ди да. е изтек-
ло активного време на първия
моновибратор, се задействува и
вторият моновибратор и изхо-
дът в а ЛЕв става за кратко L.
RS-тригерът се преобръща н
релето се включва. Това е
сигнал за превишение на ско-
ростта. Сигналът може Да се
изключи само ръчно с бутона
Бизч- Вместо тригер с ЛЕ9 и
ЛЕ10 може да се изпълни тре-
ти моновнбратор, който да из-
дава сигнал за определено вре-
ме, т. е. сам ще се изключва.
Когато обектът се движи по-
бавно, той ще пресече лъча
на Тф2 едва след като активно-
го време на първия моновибра-
тор е изтекло и изходът на
ЛЕ- отново е станал L. Вторият
моновибратор ие може да се
задействува (ЛЕ3 е забранен)
и релето ие се включва. Схе-
мата не реагира, когато обекти-
те премннават през нзмервател-
ния участък в обратна (непра-
вилна) посока. Активного вре-
ме на първия моновибратор се
настройва с R3 така, че да от-
говаря ва максимално допустн-
мата скорост по измервателния
участък. При стойностите за
н R3, дадени на фиг. 4.79,
и при дължина на измервател-
ния участък 1 m тази схема е
подходяща за скорости от 20
до 180 km/h. Ако Сл се намалн,
за покриване на същия обхват
може да се намали и измерва-
т^лният участък. При това 7'ф1
и Т'ф2 могат да се поместят в
един кожух (в обща мочтажна
единица), което от своя страна
прави възможно използуването
на един общ източник на свет-
лина. Миннмалиата дължина .на
измервателния участък се опре-
дели от инертността на 7'ф1 и
Т'ф2, особено когато нма разли-
ка в параметрите им. Ако дъл-
жииата иа измервателния уча-
стък остава вннаги постоянна,
249
248
/?3 може да се разграфи напра-
во в km/h. С /?! и /?2 се на“
стройва чувствителността на
приемника към конкретната лам-
па и нейната яркост. За пъти-
ща с нормална широчина е до-
статъчна лампа с мощност 1 W,
като светлината' се фокуснра
добре с вдлъбнатото огледало
(рефлектор) от джобно феверче
с диаметър около 10 ст. Към
?Ф1 и Гф2 трябва да се добавят
събирателни лещи. Ако стра-
ничного осветяване се намали
достатъчно, например с теле-
скопичеи (пластинчат) цилиндър
({31]), устройството може да
се използува и при слънчева
светлина. Помощните средства
ва оптична настройка и ком-
пенсация след монтажа на
устройството с а твърде целе-
съобразни на практика. Особе-
но са подходящи светодиодите
СД1 и СД2. Те светят докато
светлината на бариерата попа-
да върху 7'ф! и Гф2 и трябва
да изгаснат, когато Тф1 и ТФ2
не с а осветени. За цел та тряб-
ва да се нагласят съответно
и /?2- Светодиодите изпъл-
няват още задачата да инди-
цират готовиост за работа. Пре-
вишението на скоростта. може
да се сигнализира чрез релето
по произволен начин—напри-
мер звуково с клаксои. Затова
контактът на релето е Показан
символично.
4.2.8. Пистолет—светкавица
Това е харесван и вече из-
«и от традицнонната тран-
риа техника спортен и
ровъчен уред. „Стреля"
се с пистолет, пушка или пред-
Фиг. 4.80. Пистолет-светкавица
мет с подобно оформление, с
което стрелецът трябва да улу-
чи целта. В иея е поместен
приемник на светлина, който
при попадение издава подходящ
сигнал.
На фиг. 4.80 е показана схе-
мата на генератора на светка-
вицата. Електролитният конден-
затор се зарежда от батерия-
та — за целта е достатъчно
малка батерия за 9 V. Когато
се затвори свързаният със /спу-
съка бутон, кондензаторът се
разрежда през лампата/и се
генерира кратък светлинеи им-
пулс (светкавица). Постоянно
осветяване, с което стрелецът
би търсил целта, не е възмож-
но поради наличието на ре-
зистора R. Всички стойностн,
дадени на фигурата, са опти-
мално подбраии една към дру-
га. Ако се използува друг тип
лампа, трябва да се промени
напрежеиието на батерията и
стойността иа кондензатора.
При по-голяма стойност иа /?
се получава по-дълго време на
зареждане, т. е. втори изстрел
е възможен след по-дълго вре-
ме. Това е целесъобразно при
състезания. Светлината на лам-
пата трябва да бъде добре
фокусирана, така че върху ми-
шената да Се получи светло
петно с възможно най-малки
размери и с ясно очертани гра-
ници. За целта иай-подходящи
Фиг. 4.81. Приемка част (индикация на
попадението) за пистолета-светкавина
със звуков сигнал при попадение. За-
едаю с пистолета от фиг. 4.80 при оп-
тимално фокусиране иа светлинния лъч
се постига прицелиа „стрелба" до 15 m
на дневна светлина
rt—SS216, SC2Q6 <3>80); Г2—GC100 (р>
120>; ЛЕ^ЛЕ^—О 100; ЛЕ^ ЛЕ^— D 140;
Дт—GY10J (4,54-5,5 V* нли SY200 (6 V)- фо-
то резистор— FO-K3
са рефлекторите на джобните
фенерчета, а самата лампа тряб-
ва да бъде екземпляр с добре
центрирана нажежаема нишка.
На фиг. 4.81 е показан прием-
никът на светлинния импулс
(светкавицата). Поради по-голя-
мата светлочувствителна площ
най-подходящн за светлочувствн-
телен орган са фоторезисторите
на база CdS, найример тип
FO-КЗ, WK650 37, WK65038
и др. Подходящи с а също и
силициеви фототранзисторн. Не
се препоръчва на приемната
страна да се поставн събира-
телна леща, тъй като това ще
изисква много точно улучване
иа мишената н освеи това стре-
лецът не бива да се отклонява
дори ле ко встрани от перпен-
дикуляра към мишената. Фото-
резисторът се монтира в къс
светозащитен цилиидър (тубус)
иа около 10 mm в дълбочина
от повърхността на мишената.
Чувствителността се настройва
с Тя записи от разстояние-
то между стрелеца и мишената
и от околната осветленост, коя-
то не бива да бъде пр'екалено
голяма. Допуска се върху фо-
торезистора да попада приглу-
шена (непряка) Хневна светли-
на. Резисторът в б азовата ве-
рига на Ту увеличава забеле-
жимо чувствителността. Той
мма препоръчителна стойност
от 10 до 22 М2 в зависимост
от рГ1, оптималната стойност
се установява опитно. Отделя-
ието на фоторезистора от за-
хранващото иапрежение става
по показания начни. Пълната
схема на захранването е даде-
иа на фигурата. Филтровият
керамичен кондензатор от 0,1 pF
трябва да се евърже към за-
хранващите изводи на ИС D100,
а за ИС D 140 не е необходим
251
250
такъв коидензатор. Схемата е
предвидена за работа с бате-
рия. Ако е германиев диод,
достатъчна е батерия 4,5 V за
джобно фенерче. Токът на по-
кой иа цялата схема е около
25 шА.
Когато светлинният импулс
(светкавицата) попадне върху
фоторезистора, 7\ се отпушва
кратковременно и се задейству-
ва монопибраторът {ЛЕ& ЛЕ±,
Т2). Постоянната околиа освет-
леиост на фоторезистора не мо-
же да отпуши 7\ порадн нали-
чието на коидензатор в базова-
та му верига. С се настрой-
ва желаната продължителност
на сигнала, индициращ попаде-
ние. При попадение Изх1=И,
Изх£=Ъ. Броенето на попаде-
нията може да стане с меха-
ничен брояч, йойто се задейст-
вува от Изхх и Изх2 през клю-
чови стъпала (фиг. 4.42).
При попаденне Изхх дава
разрешение на тонгенератора,
изпълиев с ЛЕГ и ЛЕ2 по схе-
цата от фиг. 4.8, за време, кое-
то се настройва с Генерира
се звуков сигнал с честота око-
ло 500 Hz. ИС D 140 се нзпол-
зува като крайно (мощно) стъпа-
ло. Директно към иейните изходи
се включва миниатюрен говори-
тел. Прн това работинте пара-
метри ва D 140 не се превиша-
ват. В режим на покой изходи-
те на ЛЕЪ и ЛЕ§ са в Н и през
говорите ля не тече ток. В точ-
ките на включване на говорите-
ля могат да се свържат после-
дователно 54-6" говорителя от
лмкия тип. Цялата схема се
^Вгства на площ няколко квад-
сантиметра. По описания
иачин — с батерия, миниатюрен
говорител и мишена от намира-
щнте се в продажба, може да
се осъществи удобна индика-
ция на попаденията без външно
подвеждаве иа проводници.
4.3. СХЕМИ ЗА СИГНАЛИЗАЦИЯ,
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И КОНТРОЛ
4.3.1. Сигнализатор за пожар
Като чувствителнн органи в
сигнализаторите за пожар се
препоръчват резистори с голям
положителен температурен кое-
фицвент на съпротивлението
(вж. т. 3.2.6.3.). С тях се фнксира
относително рязко изразена тем-
пература на задействуване 6ed
особени мерки за донастройка.
Освен това тяхната реакция
прави възможен постоянно дейст-
ву ващ „собствен контрол/, кое-
то е особено важно за сигнали-
заторите за пожар. В устройст-
ва с по-високи изискваиия за
надеждност се препоръчва ма-
жоритарна логика, изпълнена
също с ТТЛ ИС. Такъв е ме-
тодът „2 от 3“, описаи в т. 4.3.4.
Фиг. 4.82 показва една проста
схема на сигнализатор за пожар,
която може да се използува
също като сигнализатор за топ-
ла вода, например за автоматич-
но изключване на електрически
готварски тендежерн, бързовари
и др. На входа на схемата мо-
гат да се свържат последова-
телно до 10 позистори (резисто-
ри с положителен температурен
коефнциент TER+) от дадения
на фигурата тип или еквивалент-
ни по параметри. Съпротивле-
нието на позистора в студено
състоянне е от 25 до 50 Q. При
- тр^о 150-7
АЕ.+АЕ^ JJiOO',AEs,AEg-VH0
Фиг. 4.82. а — схема на сигнализатор за
пожар с позистори (терморезистори с
• положителен температурен коефнциент);
б — възможности за използуване на сиг-
нала
температура, която се определи
от типа на позисторите и се ус-
тановява чрез избора им, съ-
противлението им се увеличава
с два порядъка при изменение
на температурата с няколко гра-
дуса. Тогава на входа иа триге-
ра (ЛЕг, ЛЕ^ се подава ниво Н.
Това отговаря на състояиие
„аларма", при което изходът
Изх се променя от L в Н. За
дадения тнп позистори темпера-
турата на задействуване е
70-?80°С Донастройка не е
необходима. Сигналът иа Изх
може да се използува по раз-
личии начини. Фиг. 4.82 б по-
казва два варианта. И в двата
случая се използуват остаиали-
те свободни ЛЕг и от ИС
D 100. Горният вариант— звуков
генератор с D140 като краен
усилвател, дава звуков сигнал
с достатъчна сила за домашни
цели или например в кантора.
Възможно е включването на 6
говорителя последователно. При
долния вариант с релето, чинто
даиии са дадени на фнгурата,
се реализира отделяне иа сиг-
налната от изпълнителиата ве-
рига. Релето се свързва непо-
средствен© на изхода на пара-
лелното съединевне на ЛЕ3 и
Л£4. Токът на релето не тряб-
ва да надвишава 60 mA. За то-
зи вариант е необходима само
едиа ИС. При аларма релето се
задействува. По-мощни релета
се свързват иа Изх през
ключов транзистор. Допълни-
телно на разположенне е пока-
ваният тонгенератор. Подобии
устройства работят в режим на
иепрекъсиата работа, затова е
полезно захранването да става
от мрежата. Една проста, но
достатъчна за целта схема е
показана на фиг. 4.83. 5а мре-
Фиг. 4.83. Прост захраи-
ващблок от мрежата за
схемите на фиг. 4.82 и
4.84
эУ 200.GY ПО; ЦД—
SZX 19/6,6 (£/ =5,Гч-5 V);
Г —SF 126
252
253
Датчик
за Влага
А {при riy*da)-lkfl.i1Mfl
чуВстпВигпелност
АЫЪ-ЦаиЮО
Тг-5С20Б;55Ц6
жов трансформатор се използу-
ва обикновеи звънчев транс-
форматор за 6 V, с което
едновременно се изпълняват
разпоредбите на закона по
охрана на труда. Естествен©
при отпадане на мрежата пре-
дупредителното устройство не
действува! Напреженнето на
стабилизация Пг на ценеровия
диод определи стойността на
която е по-малка с око-
ло 0,7 V от UF
4.3.2. Сигнализатор
за влажиост
Сигнализаторът за влага (фиг.
4.84) е подходящ за коитрол
на гаксии, оранжерии, за сиг-
нализация при преливане на ва-
ната в банята и др. Изпълне-
нието на електродите, чувстви-
телии към влага, е описано в
т. 32.9. (вж. също [1]). Прило-
жения, подобии иа показаното
изпълнение с ТТЛ ЛЕ, могат да
се заместят в любителската
практика със транзисторни схе-
ми при малки разходи (само
едиа двойка комплементарии
траизистори без ИС) и преди
Сичко с минимална консума-
я на ток в състояние на по-
й. Затова схемите с ТТЛ
Фиг. 4.84. Сигнализатор за
влага
ИС трябва да се предпочитат
по изключение.
Когато между чувствителните
електроди (фиг. 4.84) се създа-
де високоомен преход, 7\ е от-’
пушен, иа изхода на тригера
(Г2, ЛЕ^ се получава Н,
а на инверсиия изход — L. Това
състояние на тригера отговаря
на „влажно"; при „сухо* със-
тоянието на тригера ще бъде
обратното. Според целта на при-
ложеиието на един от изходите
може да се свърже транзисто-/
реи или релеен ключ или тон-
генератор. Когато трябва да се
сигнализира състояние „сухо",
тонгенераторът трябва да се
свърже към инверсния изход иа
фиг. 4.84. Елементите 330 кЙ
и 0,1 p.F в базовата верига на
филтрират смущенията от мре-
жата. При нужда кондеизаторът
трябва да се увеличи! Чувстви-
телиостта на за действу ване мо-
же да се настройва чрез
Ако при това не се получи под-
ходяща облает иа настройка
(например при неблагоприятни
параметри на 7\), може да се
добави резисторът /?, показав с
прекъсната линия. Той намаля-
ва чувствителността. Схемата от
фиг. 4.84 също може при нуж-
да да се захранва от мрежата,
както е показано иа фиг. 4.83.
4.3.3. Акустичии сигнали
и сирени
На принципа от фиг. 4.8 мо-
гат да се получат не само прос-
ти, но и по-сложни сигнали чрез
подходяща комбинация и при
намалени разходи. На фиг. 4.85
е показана схемата на генератор
па три честоти по избор. Това
е комбинация на две схеми съг-
ласно фиг. 4.8, при което са
необходими само три ЛЕ. Коя
честота ще излезе на Изх за-
виси от това, кой от управля-
ващите входове Кг-^-К3 Ще по-
лучи ниво L, респ. ще бъде свър-
зан към маса. Ако трите уп-
равляващи входа или само К\
е свързан към маса, трите ЛЕ
са блокирани и генераторът е
изключен. Когато само /С2 е свър-
зан към маса, JIEi е блокиран,
изходът му е Н и С, не пред-
ставлява значителен товар за Изх.
Сега ЛЕ* и ЛЕ3 са свързани по
схемата от фиг. 4.8, която при
Зададената стойност на С2—1 pF
генерира 1 kHz. Когато само
Из е свързан към маса, ЛЕ? е
блокиран, а ЛЕ3 работи заедио
с ЛЕ} и при Ci=5 pF се гене-
рира честота около 200 Hz.
Интерес преДставлява реакцията
на схемата, когато всичките три
управляващи входа са отво-
I рени. Тогава работят и двата
генератора, при което поради
прииудителвата връзка през ЛЕ3
j се генернра междинна честота —
около 500 Hz. Тази трета чес-
I тот а ие се поддава добре на
настройка и не е много стабил-
| на. Обаче самият генератор да-
же в този доста иеобнчаен ре-
жим работи надеждно. По та-
|Къв начин съществува възмож-
Фиг. 4.85. НЧ генератор за три различ-
ен тона
ноет чрез подходнщо управле-
ние по входовете К да се сиг-
нализира за различии работай
състояния посредством звук с
ниска, средна и висока честота,
както и състояние „изключено".
Ако се откажем от сигнализи-
раие на състоянне „изключеио"
или ако има възможност за ед-
новременно подаване на сигнал
с ниво L иа входове К2 и
отпада нуждата от вход Kj и
съответно от третите входа
на всички използувани ЛЕ.
На фиг. 4.86 е показан тоиге-
нератор за сирена с два тона и
интервал, на изхода иа която
може да се свърже каквото и
да е НЧ стъпало или схема с
ИС. Сирената се състои от ге-
нератор за два тона съгласно
фиг. 4.85, който се превключва
ту към едната, ту към другата
честота. Превключването се ко-
маидува от тактов генератор
(Тр ЛEi). Стойностите на Rj и
зависит от Рг, и могат да
бъдат променяни, за да се полу-
254
255
Г, -552/5, 5С2061(3^-100)
2E,^AEt-J}fOD
Фиг. 4.86. Сирена с два тона и интер-
вал с тактов генератор
чи достатъчна зона за настрой-
ка. С fa и 7^2 се задава про-
дължителността на двата сме-
нящи се един друг тона. Такто-
вата честота се задава грубо
чрез Прн дадените стойностн
тази честота в опитния образец
беше 2 Hz. При неправилно на-
числена стойност за такто-
вият генератор не се възбужда
и схемата генерира само един
тон. При нормална работа так-
товнят генератор блокира ту
ЛЕ*, ту ЛЕ& така че възникват
два смеиящи се тона. За даде-
нитс стойностн иа С2 и С3 еди-
ният тон е с честота около
I kHz, а другият — с около
200 Hz. Монтажът jia подобии
генератори може да се изпълни
на извънредно малка площ н
затова те са много подходящи
эа вграждане в играчки-модели,
например за имнтиране на сиг-
нала на оперативна или спаси-
телна кола и др. За захранване е
достатъчна батерия за 4,5 V.
Фиг. 4.42 б предлага просто
Ищение за крайното (мощното)
Wbna.io, когато схемата ще бъ-
де натовареаа с импеданс 154-
4-16 Q. Това може да бъде ми-
ниатюрен говорите л (15 Q), слу-
шалка или послед овотелно свър-
зан и говорители с импеданс от
по 8 й. Използува се транзис-
тор SF 126 нли еквивалентен
с допустим колекторен ток О,ЗА
и възможно най-голям р, който
се свързва днректно към Изх
на фиг. 4.86. Говорителят се
свързва на мястото на лампата
от фнг. 4.42 б.
Фиг. 4.87 показва развитие иа
описаните схеми в циклична си-
рена с 3 тона. Последовател-
ността на тоновете е: висок,
среден, нисък, пауза (състояние
„изключено*). В сравнение със
схемата от фиг. 4.86 тук е ну-
жен допълнитслен RS-тригер
(ЛЕХ—ЛЕ^ с управление по
фронт. Изходът на ЛЕ7 се пре-
включва на всекн втори тактов
импулс, така че на входовете на
ЛЕ3 и ЛЕХ се получават една
след Друга четирите работни
комбинации, разгледанн при
дсйствието на схемата от фиг.
4.85. За схемата от фиг. 4.87
са иужни общо 2 ИС D 100.
От тях 6 ЛЕ са за логиката, а
ЛЕХ и ЛЕ8 се евързват паралел-
но и се използуват като крайно
стъпало. Паралелният режим е
допустим, защото при дадените
стойностн на елементите не се
превишават граничните парамет-
ри на D 100. Важно изискване е
ЛЕ3 и ЛЕ± да бъдат от едната
ИС, а ЛЕ- и ЛЕ8 — от другата.
В приведените схеми същест-
вуват възможности и за допъл-
нителнн функции. Ако например
се затвори показавият с прекъс-
ната линия ключ на фиг. 4.86,
тактовият генератор се блокира
256
Фиг. 4.87. Циклична сире-
на с три тона с тактов
генератор
и се генерира той с постоянна
। честота. На фиг. 4.87 съшата
функция се изпълнява от К\.
Кой от двата възможни тона
I ще се генерира на изхода зави-
ся от наследного състояние иа
RS-тригера, а то е статистически
| случайно. За избягване на тазн
| неопределеност се добавя Дно-
дът/ Дх (от тип SAY) между
извбда на Кх и един от входо-
вете и а тригера (към ЛЕХ или
ЛЕ^, свързан към средната
точка на групата RC. В зависи-
мост от т ъа, към кой ЛЕ е
свързан Д, при затваряне на
тригерът ще се установи в оп-
ределено състояние. Важно е Дх
да бъде свързан към извода на
Кх с катода си. Когато се зат-
вори (фиг. 4.87), тригерът
се установява в определено
състояние и ЛЕ2 се блокира.
Генерира се сигнал с цикъл
той — пауза. Честотата на тона
се задава с С3. При затваряне
на Кэ се генерира сигнал с цн-
къл първи тон —- втори тон (без
пауза), тъй като сега ЛЕ3 е по-
стоянно разрешен. Ясно е, че
чрез управление с ниво L на
съответните входове К могат
да се генерират Няколко сигна-
ла, конто лесно се отличават
един от друг и на конто може
Да се придана различно значение.
Кондензаторът С4 не е задъл-
жнтелен, по с него тонът е по-
силен.
4.3.4. Мажоритарната логика
„2 от-3“ в ТТЛ техниката
Още в т. 3.2.6 и 3.2.6.1 бяха
разгледанн подробно целта,
принцвпът и възможностите за
приложение на мажоритарната
логика. Казаното там в основни
линии важи и за изпълиението
иа подобна система в ТТЛ технн-
ката. Когато обаче вход ните сиг-
нали не са с достатъчно стръм •
вн фронтоне, при нзпълнение с
ТТЛ ИС сигналът на всеки вход
трябва да се формира* с тригер,
което увелнчава разходите на
материали.
На фиг. 4.88 е показана схема
на мажоритарна логика. Като
датчици на-сигнал се използу-
ват позистори, конто се евързват
директно на входовете. В със-
тояние на покой (в изходно
състояние) на Bxit Вх2 и Вхг
има ниво L. Поради бавиото
изменение (пълзенето) на вход-
17 Иктегралин схеми
257
Фиг. 4.88. Схема и фуикционална таб-
лица на мажоритарна логика .2 от 3*
в ТТЛ нзпълнение
T.-f-T9—SF126 (определит параметрите кв лам-
мтя); SAY 12-1-32; ЛЕ^ЛЕ^ ЛЕ^ЛЕв—
2x0100* ЛЕя+ЛЕп—D1O0
ния сигнал в областта на пре-
включване не могат да се избяг-
нат трептенията на изходния
сигнал (фиг. 2.3) за ЛЕ^—ЛЕ^.
Те обаче не пречат на правил-
Fo функцио тиране на схемата.
ното действие е блокираио
изходите — чрез групата RC
и Д1 към Тг и чрез интеграто-
ра на Милер с ЛЕ& който и
без това е необходим като ин-
вертор. Както показа опитният
образец, тазн схема работи без-
\пречио като сигнализатор за
пожар. На мястото на Ла (сиг-
нал за авария) и Лс (сигнал за
смущения в работата) могат да
се включат релета или други
адаптери (органи за съгласуваие
на сигнала). В края на това раз-
глеждане е показана и друга
възможност за извеждане на
изходния сигнал.
Принципът на работа на схе-
258
мата става ясен от таблицата
на фиг. 4.88. Когато пене два
от трите входа получават сиг-
нал Н, един от изходите на
ЛЕу-^ЛЕ^ става L, нзходът на
Л£9'=Н и Ту се отпушва. К’ога-
то всичките три входа са Н,
изходът на Л£10 = Ь, изходите
на Л£7 н Л Eq с а съответно Н
и Л с не свети. При сигнал L
иа трите входа (състоянне на
покой) изходите на Л£4, ЛЕ6 и
Л£6 са Н, изходът на Л£ц = Ь,
а изходът на ЛЕЧ е отново Н.
Само когато състояннето иа
един от входовете се отличав а
от другите, на изходите на ЛЕу0
и ЛЕуу има Н, прн щ>ето изхо-
дът на JIE^—L, /Изходът на
ЛЕв~Н и Г, включва сигнал
за смущения в р&ботата.
Фнг. 4.89 покйзва друга въз-
можност за изролзуване на сиг-
нала при схемата от фнг. 4.88.
Показаните като част от ма-
жоритарната логика ЛЕ нмат
същата номерация както на
фиг. 4.88. Както беше обяснено,
прн аларма на изхода ва Л£о
се получава сигнал Н. В случай
на смущения на изхода на JlE~t
има L. За извеждане на сигнал
„ аларма “ в схемата от фиг. 4.89
е използуван тиристор, който
задействува клаксон с вграден
механичен прекъевач (например
автомобилей). Тиристорът се от-
пушва, когато на базата на Ту
се под аде L. Необ ходим ият за
това инвертор се използува ед-
новременно като интегратор иа
Мил ер (фнг. 4.31). С него се
подтискат както трептенията,
вреднзвикани от премннаването
на входните енгнали през об-
ластта на превключване, така и
иапрежителннте отскоци на вхо-
Фиг. 4.89. Друг начин за използуване
на изходннте ''сигнали на схемата от
фиг. 4.88.
Ду—произволен; Д%—за ЗА (определи плраыет-
рите иа клаксонаi; Ту+Т^-КР 517, GC 301
’рдоп=0-1-*-^ W. Д>30); СД-VQA 12: Р-
4 V. 88 а
довете, идващи по проводннци-
те от позисторите.
Сигналът за смущения в ра-
ботата от изхода иа Л£7 се по-
дава през ключов транзистор
Г2 на реле, ко^-о се включва
при L на нзхода на Л£7. Кон-
де ззаторът 0,1 jiF между базата
и колектора на Г2 прндава на
това стъпало свойства га на ин-
тегратор на Милер. В сл/чай на
нужда от визуална сигнализация
на смущенията се включва до-
пълннтелно светодиод, който
изпълнява ролята на Лс от
фиг. 4.88.
4.3Д Схема за сигнализация
при отпадаие на иапрежението
на мрежата
При устройствата, конто ра-^
ботят постоянно (например елек-
тронни часовници), едно времен-
но отпадане на иапрежението
води до смущения във функ-
ционирането им, ако след въз-
.259
Фиг. 4.90. Сигнализация при отпадане
иа мрежовото напрежение
Т.—гермтиев нли силициев транзистор с
>'ЭД W: T2-SC 206; - SY200,
GYIOO; 42~SAY 12+32; СД—VQA 12; ЛЕ^
ЛЕ^— D100
становяване иа напреженнето
тригерите заемат случайно със-
тоянне, което не е предвидено
при нормална работа. За да не
остаие незабелязано отпадането
на напреженнето, е необходима
схема, която индицнра това съ-
стояние с постоянен сигнал. Сиг-
нал ът може да се изключн само
ръчио.
На фиг. 4.90 е показана схе-
мата на такъв сигнализатор.
При затваряне на бутона Б13Ч
тригерът (ЛEi—ЛЕ.^ се уста-
новив а в изходно състояние
Изх=Е. Вторичното напрежение
на мрежовия трансформатор се
изправя с Ду и се изглажда с
Съ който нарочно е оставцд с
недостатъчна стойност. Триме-
рът R се настройва в съответ-
ствие с мннимално допустимого
мрежово напрежение. Остатъч-
ната пулсация на напреженнето,
ко- то се подава на входа на ЛЕу,
АЬбва да бъде достатъчна, за
поддържа ниво Н върху ре-
^Ж-гора със стойност 680 Q.
Когато напреженнето иа мрежа"
та е нормално, 1\ е запушен от
+ Ucc При спадане на мрежо-
вото напрежение (макар и за
кратко време) под допустнмата
стойност напреженнето, снемано
от R към входа- на ЛЕ» също
спада за една-две полувълни
толкова, че сигналът върху ре-
зистора 680 Q става L. Триге-
рът се преобръща (Язх^Н) и
остава в това състоянне и след
възстановяване на мрежата. Ако
мрежовото напрежение отпадне
за по-дълго време (и ако няма
предвиден акумулатор), след из-
вестно време отпада и + Ucr.
В този случай след възстановя-
ваие на мрежата тригерът би
застанал в случайно състояние.
За да не става това, е поставен
кондензаторът С2. При отпадане
на +Ucc той бързо се разреж-
да през Д1 и При въз-
становяване на мрежата и на
+ Ссс поради зареждането
на С2 б азата на Ту остава
известно време с нисък по-
тенциал, така че входът на
ЛЕу получава през Ту сигнал L.
По този начин тригерът полу-
чава захранващо напрежение
+Ucc преди Ту да се запуши
и да разреши JlEt. Изху се ус-
260
тановява в Н. Сигналите от Изхг
и Изху могат да се използуват
ва сигнализация или за
ране на следващи ТТЛ схеми.
Тъй като при отпадане на на-
прежението Изху =L, този сиг-
нал може да нулира направо
без допълнителна обработка
трнгери, броячнн декади и др.
Например след подобен инци*
дент (от падане на напрежениете^)
един електронен часовник Хне
бъде установен в състояние
„00.00.00“. Ако за тригера на
фнг. 4.90 се използува едма ИС
D 100, свободните два ЛЕ мо-
гат да се употребят с успех за
мигач, инднцнращ смущение —
Л£3, ЛЕ4 и Г2, свързани по
схемата от фиг. 4.9. Прн сму-
щение Изх1 = И, ЛЕ3 е разре-
шен н мигачът се задействува.
В нормално състояние H3xv=L,
Изхъ=Ъ и /7зх3=Н. Ако към
Изх3 се свърже светодиод за
индикация, в ^ормално състоя-
ние той ще бъде изгаснал, а
след отпадане на напреженнето
ще мига. Свързан към Изх2,
светодиодът ще индицира със-
тояние „включено" с постоянно
свете не, а след отпадане на
напреженнето ще мига. Освен
за индикация Изх3 е подходящ
за управление на. декодери
(DH6, D 147), конто при сму-
щение скаинрат цифровата ин-
дикация в мигащ ритъм.
Схемата на тригера с ЛЕГ и
ЛЕ2 от фиг- 4.90 е подходяща
също н за устройства, конто
след отпадане на напреженнето
премннават към работа от аку-
мулатор. При тях +(7сс не от-
пада веднага. За да не остане
незабелязано отпадането на мре-
жата, се добавя групата —С3.
блоки- ° само при наличие на
Тогава нулирането на тригера
може да стане с бутона £изч
нормално
мрежово напрежение.
4.4. ПРИЛОЖЕНИЯ ЗА УПРАВЛЕНИЕ
И РЕГУЛИРАНЕ
Основните области на прило-
жение на ТТЛ техниката в про-
мишлеността са електронната
обработка на дании, коитролно-
измервателната техника и авто-
матиката. Използувавйте схеми-
са много и разнообразии. В про-
тивоположност на това в люби-
телската практика възможно-
стнте за цифрово управление и
регулиране са сравнително ог-
раничени главно от съображе-
пия за разходи и цена. Затова
в този раздел ще бъдат разгле-
дани само два примера. Първият
от тях е по-скоро модел и има
за цел да подтикне любителя
към собственн разработки.
Един твърде съдържаТелен
пример за практическо прило-
жение на подобно управление
в любите лека та практика се
предлага в [63]. Там се описва
пълното управление на задвнж-
ването в магнитофона. То включ-
ва логика за блокиране прн не-
правилио обслужване и не-
правилна последователност на
включва нията, спиране прн край
на лента та или прн скъсването
й чрез контрол със светлннна
бариера и възможност за до-
работка по избор — за едно-
полюсен бутон или за сензорен
ключ. Схемите са реализираии
с D100 и траизистори и са под-
ходящи за модернизиране иа
по-старкте типове магнитофони.
261
Механика за Чаша мгяхспйпть
изхйдрляненачаша за пълнене
Фиг. 4.91. I )рИНЦИ.'1ИО из-
граждане на мехаииката
иа автомат за напитки
Този пример съдържа доста-
тъчно стимули, за да подтикне
любителите към разрешаване
на подобии задачи н приложе-
ния.
4.4.1. Модел иа управление
на процеса в автомат
за напитки
Заданието на описаното уп-
равление отначало изглежда
просто. При натискане на бутон
автоматът за чай и кафе по из-
бор трябва да напълни една ча-
ша с желаната вапитка. Не
трябва да се изпълнява непра-
вилно ма.лнпулИране с бутоннте.
През време на пълнене на ча-
шата видът иа избраната напит-
ка трябва да се индйцира от
сигналчи лампи. Трета лампа
трябва да сигналнзнра готов-
ността на автомата за работа.
Фиг. 4.91 показва опростено
механнчното изграждане на по-
добен автомат. Запасът от ча-
ши се намира в шахта (ствол),
от където те падат на опреде-
място. При включване
гправляващия електромагнит
се освобождава една чаша,
която се плъзга на определено-
то за пълнене и вземане на пъл-
ната чаша място. Светлинната
бариера с лампата Л и фоторе-
зистора следи дали на това мя-
сто действителио има нова ча-
ша. Възможно е чашата да се
е била заклещила в шахтата.
или пък вече напълнената чаша
да не е била още взета. Ако
пълненето се извършва, без да
се провери за наличие на чаша,
ще се получи преливане на мя-
стото за пълнене» Ако светлии-
ната бариера потвърди наличие-
то на чаша, в зайиснмост от
натиснатия бутон ше се включи
един от двата магнитни венти-
ля А4Ч (за екстракт от чай) или
Мк (за екстракт от кафе). Вре-
мето, през което вентилът оста-
ва включен, е строго определе-
но и се нарича време за дози-
ране. След това се включва ма-
гннтният вентил Ма (за гореща
вода) пак за определено вре*ме
за дозираие, съобразено с вме-
стимостта на чашата и скорост-
та на изтичаие на течността.
За да има постоя лен запас от
гореща вода, е предвиден тер-
мостат с нагревател. Описаиата
проста автоматика ие може да
оенгури автоматично долнване
262
Фиг. 4.92. Управление на процеса в ав-
томата за напитки от фиг. 4.91
ЛЕ^7Е ЛЕ^ЛЕ^—2xD 100; ЛЦ.+ЛЕ’,,
ЛЕ-.-л-ЛЕ.. ЛЕ..^-ЛЕ...-2 2 XD110; Д.-t-
1Z 14е 15 1Ь з 1
д7 — SAYll’4-32; СД^СД^—VQA12; /?ф —
ст тип CdS
ца вода в резервоара на термо-
стата и което е важ -о за прак-
тиката, не може да блокира ра-
бота та, когато екстрактът от
кафе или чай е изчерпаи. В раз-
глежданата по-нататък схема
сме се отказали от автоматич-
ного доливане на вода и блоки-
рането, а също така няма да се
разглежда въпросът за запла-
щане при монетен1 автомат.
Приема се, че в случая напнтките
са безплатни.
Като обобщение на казаното
дотук при иатискаие на един
бутон (но не на два, независимо
дали това е направено случайно
или нарочно) автоматиката тряб-
ва да нзпълни слёдннте опера-
ции:
I. Да проверн дали мястото
за пълнене е свободно. Ако не
е, да спре нзпълненнето ла след-
ващите операции. Ако „да“:
2. Да избута едва чаша.
?. Да провери дали чашата е
застанала правилно на мястЛ'О
за пълнене. Ако "Не е, да спре-
Ако „да“: ‘
4. Да отвори за определено
време крана за екстракта от
чай или. кафе-
s. Да отвори за определено
време крана за гореща вода.
6. Да приведе всички фунцио-
нални групи в изходно състо-
яние.
7. След вземане на пълната
чаша от мястото за пълнене да
иидицира „готовност" със съот-
263
ветната лампа и да активира
отново бутоните за избор ва
напитка.
Изпълнението на този алго-
ритъм се реализира със схема-
та от фиг. 4.92. Светлинната ба-
риера е съставена от лампата
Л и фоторезистора Отнача-
ло приемаме, че на мястото за
пълнене няма чаша. Тогава 7?ф
е оснетец, Тх е отпушен и на из-
хода на тригера, съставен от
ЛЕ3 и ЛЕ& се получава ниво L.
Това ниво се прехвъоля през
и блокнра ЛЕ1Ь ЛЕ}3 и ЛЕхъ,
при което всички Магнитки вен-
тили са затворени. Те се включ-
ват от транзнсторите Г6, Г7 и Г8,
когато на базите им се подаде
L от изходите на предходните
ЛЕц, ЛЕ1э и ЛЕ& Функционал-
исте предназначение на венти-
лнте беше изяснено с фиг. 4.91.
В практически изпълнения мо-
дел вентилите не бяха управля-
вани непосредствеио от транзи-
стори, а през тиристори съглас-
но фиг. 4.44. Тригерът ЛЕГ—
ЛЕ9 се управлява от бутона за
избор на кафе Б„ , а тригерът
ЛЕз—ЛЕ€ — от бутона за избор
на чай Бч. Активного ииво за
управление на тригерите е L,
следователно ако през бутоните
се подаде Н, тригернте няма да
реагират (няма да променят съ-
стоянието си). В изходно състо-
яние на автомата правите изходи
на тригерите — изходът на ЛЕ1г
респ. изходът на ЛЕ3 — са в
L, а изходът на ЛЕ7 е в Н. Из-
ходът на ЛЕ6 също е в Н
«нехме, че иа мястото за пъл-
е няма чаша). Следователно
трите входа иа ЛЕ1е има Н,
а изхода — L. Това ниво ак-
тивира бутоинте Бк и Бч и све-
тодиодът и готовиост “ СД1 све-
ти. Ако на мястото за пълнене
все още нма невзета чаша, на
изхода на ЛЕ6 ще има L, а на
изхода на Л£16 —Н. Както бе
вече споменато, това ниво не
активнра бутоните (схемата ня-
ма да реагира при Еатискането
на някой от тях) и светодиодът
не свети.
Бутоните Бк и Бч действуват
само прн ниво L на изхода на
ЛЕ1(1. Прн натнскане на един
от тях съответният тригер се
преобръща и съхранява жела-
ното състояиие. Едновременно
изходът на ЛЕ2 (или на ЛЕц)
става L. светодиодът СД2
(или СД^) светва, за да нн-
дицира избраната напитка. На
единия вход на ЛЕ1& се подава
L, изходът става Н и двата бу-
тона вече не действуват. Нати-
скането на втория бутон оста-
ва без резултат, след като из-
борът вече е бнл установен.
При натискане на бутон се полу
чава спадащ фронт (Н—L),кой-
то през или Д& стартира пър-
вия моновибратор (ЛЕ8, Т2, ЛЕ9).
През активного време на моно-
внбратора изходът му е в L, Т9
е отпушен и магнитният веитил
Af„ освобождава една чаша. Вре-
мето, необходимо за снгурно-
то заставане на чашата на мя-
стото за пълнене, се настроила
с £2 и С2. Щом това време из-
тече, изходът иа ЛЕ& става Н,
а изходът на ЛЕв—L. Спада-
щият фронт от изхода на ЛЕ8
стартира един от двата следва-
щн моновибратора—ЛЕ\2—ЛЕХЗ
или ЛЕи — ЛЕК. Стартирането
може да се извърши, само ако
междувременно чашата се нами-
ра действително на мястото за
264
пълнене и е застанала правилно.
При тези условия светлинната
бариера е прекъсната и Tt е запу-
шен. Изходът на JIEq е в Н и по-
вече не блокира ЛЕ^ЛЕ^ ЛЕ1Ъ.
Единият от двата моновибрато-
ра обаче е блокнран от изхода
на свързания преди него три-
гер — този, чийто управляващ
бутои не е натиснат. Така в дей-
ствителност се стартира само
един моновибратор с изход от
ЛЕХЗ (или ЛЕ15) в зависимост от
това, кой бутон е натиснат
и дали чашата е на мястото за
пълиене. През активното време
на съответния моновибратор е
отворен Мк (или /Ич) и в чаша-
та тече избраният екстракт.
След изтичане на активното вре-
ме на изхода на ЛЕ^ (или ЛЕи)
се получава спадащ фронт, кой-
то през Де (илн Д7) стартира
последний моновибратор (ЛЕ^
Т&, ЛЕt1). Непосредствеио след
изтичането на екстракта чашата
се долива с иеобходимото ко-
личество гореща вода за нреме,
определено от R5 и С&. Ведна-
та след като завърши и тази
операция, Мв се изключва, а на
изхода на ЛЕ10 се получава
спадащ фронт, който се дифе-
реицира от коидензатор с капа-
цитет 470 pF. Полученият къс
отрнцатетен импулс установява
тригера ЛEi—ЛЕ2 (или ЛЕЯ —
ЛЕ4) в изходно състояиие. То-
гава изгасва и СД2 (или СД.^.
Тъй като чашата все още стой
на мястото за пълнене, на из-
хода на Л£5 има L и нзходът
на ЛЕы е в Н. Следователно
СД\ остава загасиал, а автома-
ты- ияма да реагира на иатиска-
ие на бутоните; Това състоянне
се променя едва когато пълвата
чаша се вземе от мястото за
пълнене. Тогава светлинната ба-
риера се възстаиовява, се
отпушва и бутоните се актнви-
рат.
В схемата са предвидени бло-
кировки за следните няколко
случая.
I. Ако на мястото за пълне-
не се постави нарочно чаша или
друг съд отвън, това бн дове-
ло до (5локиране (заклинване)
на орнгиналната чаша в шахта-
та, заг/ото алгоритъмът на пъл-
нене /започва с избутваие на ча-
ша от шахтата. В действител-
нос,т поставинето на Чаша пре-
ди натискане на бутон предиз-
виква засенчване на фоторези-
стора, на изхода на ЛЕ5 се по-
лучава L, а на изхода на Л£16—Н.
Следователно бутоните не са
активирани и не може да се
стнгне до избутване на чаша.
2. Ако в резултат на иякакво
смущение двата тригера се ус-
тановят едновременно, това би
довело до едновременно отваряне
на двата вентила Мк и М, и до
преливане на чашата със смес
от двата екстракта. Обаче при ед-
новременно установяванена два-
та тригера на входовете на ЛЕ?
ще има Н, а на изхода му — L.
Това ниво ше се прехвърли вед-
нага пред Да и ще блокира
Л£и, Л£13 и ЛEi*. Всички вен-
тили ще остаиат затворени. Съ-
щият сигнал през Д3 ще иули-
ра и тригерите, защото пореди-
цата от операции по ал гори ть-
ма няма да се изпълнява и от-
рицателният импулс от изхода на
ЛЕЮ може да не се генерира.
3. Ако чашата се вземе пред-
варително, още докато тя се
пълни (преди още вснчки моло-
265
/.Е,-Л£^-ВЯЮ
i1 - БС 1UO-121
KF51J
вибраторы да с а се върнали в
изходно състояние), светлинната
бариера ще реагира със сигнал
L на изхода на ЛЕ&. Чрез бло-
киране на ЛЕ1и ЛЕ13 и ЛЕ is
всичкн вентили остават затво-
рены и последователността от
операции се прекъсва.
Разгледаната сравнително про-
ста схема изпълнява само най-
важните функции и блокировки.
Тя е достатъчна за изграждане
иа модел при наличие на под-
ходящи магнитни веитилн и на
механнчната конструкция с функ-
ции съгласно фиг. 4.91.
4.4.2. Управление иа скоростта
иа двигатели на модели
Широчиино-импулсното! моду-
лираие (ШИМ) е известен метод
за управление на скоростта на
двигатели. То може да се преда-
ва по дълги проводиици или без-
ькично. Този метод се използува
много често за телеуправляеми
модели. Под „ проводник" между
датчика и приемника в следва-
щите обясиения не -трябва не-
пременно да се подразбира жич-
иа нръзка. Тъй като по „про-
»ика“ се прехвърлят импулс-
оредици, това може даста-
с приемки и предавателни
Фиг. 4-93 Широчинно-
имПулсно управление на
скоростта на въртеие на
двигатели за модели (пре-
давател)
устройства от друг вид, напри-
мер устройства за радиоуправ-
ление, устройства за връзка с
модулиран светлинен сигнал
и др. ШИМ се основава на ге-
нериране на импулсна поредица
с постоянна,чеетота н промен-
лив коефициент на запълване.
В прнемната част се нзвършва
необходимого преобразуване на
широчината на нмпулса, която
е мирка за скоростта на върте-
ие иа двигателя. Следващите.
примерни схеми са предназначе-
ны за телеуправление на скорост-
та на обикновенн двигатели за
нграчкн и модели.
Схемата на датчика е показа-
на на фиг. 4.93. Един генератор
съгласно фиг. 4.8 създава так-
тов а честота, чнято абсолютна
стойност не е критичва и за
споменатите двигатели е около
5004-800 Hz. Генераторът се
блокира с ключа К. Изходът иа
генератора (Л£2) през равни ин-
тервали от време стартира мо-
новнбратора, съставен от ЛЕ&
7\ и ЛЕ^ Широчината на изход-
ния импулс t по „проводника"
се иастройва чрез Rx от 0,1 до
2 ms. Най-голямото време е точ-
но равно на периода на такто-
вата честота, така че при това
положение на Rx по „проводни-
ка " теоретично трябва да
има постоянно ниво L. На ниво
L съответавува максималната
скорост на въртене. На ниво Н
съответствува скорост пула. Ни-
во Н по „проводника" се получа-
ва при затворен ключ К. В дей-
с твителност максималиатата ско-
рост не може да бъде достигна-
та, защото поради времето на
възстановяваие (т. 4.1.2) моновиб-
раторът реагира с намаление
на t — следователно на изхода
ще се получават къси импулси
с ниво Н. На практика се до-
стнга скорост около 90% от
максималната възможна, която
би се получила при постоянно
ниво L. Активного време на ио-
нов нбратора при максимална
стойиост на Ry трябва да бъДе
съобразено с периода на такто-
вата честота. Когйто стойности-
те иа елементите се различават
от дадените на фиг. 4.93, се из-
бират подходящи комбинации
за капацитетите на конде нзато-
рите в генератора и моновибра-
тора. Показаният на фиг. 4.93
датчик позволява чрез измене-
ние само на Rx при постоянна
честота да се променя широчи-
ната иа импулса, а оттам и ско-
ростта на въртене на двигате-
ля. Начинът на предава не на из-
ходните импулсн към приемни-
ка, респ. схемата на вреобразу-
ване, са без значение, щом се
изпълнява изискваието за въз-
становяване на първоначалната
форма на импулсите на другия
край на предавателния тракт.
фиг. 4.94 показва две прости
схеми на преобразувател в при
емника. И двете се предвиждат
да управляват скоростта на вър-
тене само в едната посока. Във
варианта от фиг. 4.94 а транзи-
сторът Ту е от PNP тип. Кога-
то входът „проводник" е свър-
зан чрез кабел непосредствено
с изхода на датчика от фиг. 4.93,
на емитера на Тг не трябва да
попадат напрежеиия, по-големи
от захранващото напрежение иа
ИС в датчика. В противен слу-
чай емитерннят потенциал на Тх
ще действува като запушващ
на изхода на ЛЕу на датчика.
Вторият транзистор Т2 и захран-
ващото напрежение на двигате-
ля се нзбират според пара-
метрите на двигателя. Тук трябва
да /се обърне внимание иа това,
че/товарната способност иа Т2
по ток трябва да бъде съобра-
змена с консумацията на двига-
теля при застопорен ротор. Тя
се измерв?, като роторът се за-
държа с ръка. За показания на
фнг. 4.94 а транзистор SF 126
токът на блокирания двигател
не трябва да надхвърля 0,5 А.
Същото важи и за Т2 във ва-
рианта на фиг. 4.94 б с два тран-
зистора от NPN тип. Вторият ва-
риант е по-иеизгоден от първия,
защото в състоянне на покой
(при блокиран двигател или при
много малка скорост на върте-
ие) консумацията е по-голяма
порадн протнчане на ток през
резистора R. Стойността на R
се изчислява по дадената фор-
мула и зависи от ~*-£7дви пара-
метрите на двигателя. Във фор-
мулата /дв се замества с тока
при застопорен ротор. За Г2
се предпочитат транзисторы
с по-голям коефициент ни усил-
ване ₽.
При намалявдне на честотата
на датчика на около 25 Hz (като
всички стойности на С нафиг. 4.93
266
267
Фнг. 4.94. Приемник иа сигнали от схе-
мата на фиг. 4.93:
в—с NPN тр»Н8йстор; б—с PNP транзистор
се увеличават 20 пъти) роторът
на двигателя вибрира с ясно до-
ловим на слух звук. Този режим
на работа може да бъде от го-
ляма полза за преодоляване на
триенето в задвижваните пре-
давки при много малки скоро-
сти на въртене.
На фиг. 4.95 е показана схе-
ма за управление на скоростта
иа въртене и в двете посоки.
Коисумацията иа двигателя от
захранващото иапрежение -f£AB
е постоянна и съответствува на
максималната, защото в паузи-
те между импулсите двигателят
не се изключва, а само се пре-
включва посоката иа въртеие. В
зависимост от качествата иа
двигателя и предназиачението
му работата при no-ниска често-
та .(намалеиа до 25 Hz), при коя-
то роторът вибрира, може да
се окаже по-подходяща. При
схемнте от фнг. 4.94 двигателят
спира, когато по „проводника*4
се подава ниво Н. Това може
да се постнгне при ^=0 и то-
гаЛилючът К няма да бъде
иЛВ»дим. Обаче при варианта
отфиг. 4.94 б при прекъсваие
на връзката по „проводника* 7\
се запушва н двигателят ще се
разаърти до максимална скорост.
В същия случай схемата от
фиг. 4.94 а реагира със спиране
на двигателя. Схемата от
фиг. 4.95 ще установи скорост
нула, когато продължителиости-
те на импулса и паузата са рав-
ии (при коефициент на запълва-
ие 0,5). Това става при средне
положение иа плъзгача на
в датчича. Ако импулсната по-
редипа отпадне (при прекъсва-
не на връзката), двигателят ще
се завърти с макснмална ско-
рост в едната посока. За да се
избегие тази опасност, в прием-
ника на фиг. 4.95 е предвидена
следяща схема с Г5, която се
задеиствува при отпадане на
управляващите импулси. Нека
отначало разгледаме действието
иа схемата с Г6 Докато на
входа „проводник" постъпва им-
пулсиа поредица, предният
фронт на всеки импулс се пре-
хвърля през Ci към базата иа
Г6 и го отпушва. По задиия
фронт Cj ведиага се разрежда
през Емитериият ток на Tf
държи С2 постоянно заредей.
Нивото Н на С2 е разрешение
за функционнраие ва ЛЕГ и ЛЕ*
Фиг. 4.95. Приемка част и управление
на двигателя в двете посоки на върте-
не. Предавэтелят е по схемата на
фиг. 4.93
^1 н ^2 с* °пределнт от ила (прнблнзителне
по 30 OfV); Tz—SF126 (“предмет с^от
г* r4-KF517; Т - SS2I6, SC206:
D100; Дг—SAY32 /
Ако импулсите отпадна^, С2 се
разрежда много бързо. Стойност-
тана С2 е изчнслеиа така, че кои-
деизаторътда може да се зареди
до ииво Н даже при най-късите
импулси, конто датчикът мо-
же да генерира. На входовете
на ЛЕХ и JIEt постъпва сигнал
L през резистор със съпротив-
ление 330 2. Тогава иа изходи-
те иа ЛЕХ и ЛЕ2 има Н, а на
изходите иа ЛЕЭ и ЛЕ3 — L.
Този сигнал запушва Тх и Г2 и
двигателят ие се върти. Постъп-
ващата импулсна поредица се
повтаря ва изхода на ЛЕ$ и
поради инвертира лето й в ЛЕ?,
на изхода на ЛЕ± се получава
в противофаза (в инверсея вид).
Следователно през активного
време t (фиг. 4.93) на изхода
на ЛЕ% има L, а на изхода на
ЛEi — Н. Транзисторът Л е за-
пушен, а Т, —отпушен. През
време иа паузата е точно обрат-
ного. Транзисторите Г3 и Т4 се
отпушват в противофаза през
резисторите и Т?2. Транзисто-
рите Ту и Г4 се отпушват од-
новременно и двигателят полу-
чава +ияв надесния си извод,
а при отпушване иа Г2 и Т9
Ч-Л/дв се подава иа левия изнод.
Следователно двигателят по-
стоянно се превключва, като ско-
ростта н посоката му на въртеие
зависят от това, за колко вре-
ме се подава иапрежението4£7дв
в едиата посока и за колко — в
другата. Казано то за токовото
натоварваие на транзисторите
от фиг. 4.94 важи и за Ту+Т^
от фиг. 4.95. Стойностн те иа
и Т?2 зависят от 4-£7яв. Ко-
гато токът иа двигателя при
застопорен ротор не надвишава
0,5 А и се използуват транзи-
стори от типа, даден иа фиг. 4.95
или техни еквиваленти, стойио-
стите на и /?2 се пресмятат
по простоте прайило — на все-
ки волт иа С7ДВ по 30 2. На ко-
лектора иа Гв се подава захранва-
щото иапрежение иа ИС (4-5 V).
Схемата от фиг. 4.95 в комби-
нация със схемата от фиг. 4.93
позволява регулиране на скорост-
та на въртене от иула до 90%
от максималната в# двете посо-
ки. Тя е особеио подходяща за
регулиране иа малки скорости.
268
269
4.5. ПЕРИОДИЧНИ
ПРЕВКЛЮЧВАТЕЛН, РЕЛЕТА
ЗА ВРЕМЕ И ТАКТОВИ
ГЕИЕРАТОРИ
4.5.1. Схеми на тактови
геиератори с уииверсално
приложение
Схеми на тактови геиератори
с уииверсално приложение или
такива, конто се нагаждат към
конкретната цел, бяха разгледа-
ни в т. 4.1.3, а мигачите от
т. 4.2.1 могат да се използуват
и за подоб 1и цели. Според цел-
та иа приложение™ тези такто-
ви геиератори могат да се ком-
бинират с адаптерите, описаии
в т. 4.1.12.
4.5.2. Тактов генератор
за цайтраферни* снимки
с филмова камера
Релетата за време в устрой-
ствата за единич 'и снимки с
малкоформатии камери са мно-
го популярна сред любителите.
Подобно управление на процеси
във времето ие предлага иякак-
ви допълнителии особеиости, но
в повечето случаи то изисква
голям обхват на настройка на
времето и е необходима точна
база за време, 6 респ. постоян-
ство на генерираните интервали
от време. Освен това почти ви-
наги управляваният процес се
развива във времето на някол-
ко фуикционални стъпала. За
описваиия случай това обикнове-
но става в следиата последова-
I
Нраферен режим на енимане е този. прч който се правят поредица
е1Нп'-1ни снимки през определен интервал от време. а прожектирането става
с нормална скорост . (Б. прев.)
1 Включва се осветяването
иа обекта (фотографски лампи
или аарядното устройство на
елекгроннг фотосветкавица).
2. След определено закъсие-
ние, необходимо за загряване
на лам пите или за зареждане
иа фотосветкавицата, камерата
се включва чрез електромагни-
тен спусък в режим на единич-
ии кадри.
3. Изключва се спусъкът и
осветяването.
4. Протича предварителио из-
браната пауза до следващата
единична снимка.
В иастоящата книга няма да
бъде разгледана пълиа схема на
подобно управление, тъй като
такава може да се сиитезира от
описаните тук отделни функцио-
иалии схеми. За постигане на
голяма точиост при дълги пау-
зи между отделните единичии
снимки често се използува бро-
яч на импулси, изпълнен на прин-
ципа на цифров часовиик илн
на описания по-нататък често-
томер. За него е необходимо
базата за време да бъде много
точна. - За целта се комбинира
подходяще реле за време с мо-
новибратор. Отначало се включ-
ва релето за време (стъпка 1
от последователността на опе-
рациите) и едиовременио се стар-
тира моновибраторът. След из-
тичане на активното му време
този моиовибратор предизвиква
преминаване към стъпка 2. Той
може да стартира втори моно*
вибратор, който при връщането
сн в пасивно състоянне прсдиз-
виква преминаване към стъпка
270
3. Възникващите проблеми при
подобии разработки ие са толко-
ва от схемотехнически характер,
а се определят от особености-
те на сиимането (филмираието)
и следователво зависят от по-
ставената за разрешаване задача.
В [50] е направен много добър об-
зор на основните особеиости на
подобии устройства. Част от
показаните там примерни схеми
могат да се реализират с ИС,
произвеждани в страните на
СИВ. Примеримте схеми могат
да се аиализират по смисъл
(функционално) и да се заме-
стят със схемии решения от
стоящата книга. Една подходя-
ща комбинация на призёр се
състои от генератор /йа 1 Hz
(т. 4. 5. 3), брояч на 'импулси и
определен брой моновнбрато-
ри, необходими за управление
на процеса. Към бронча на им-
пулси е добавеиа описаиата в
т. 4.6 схема за програмираие, ка-
то броят на „програмио" зада-
дените импулси от по 1 Hz опре-
дели продължителността на же-
лания интервал между две сним-
ки. Самото реализираие иа подоб-
ии многостъпкови (миоготактови)
процеси беше разгледано в
т. 4.4.1. Разходите за цайтрафер-
иото устройство са значителни,
но и постигнатата точност е съ-
ответно голяма. В състава иа
най-простите цайтраферни ус-
ъройства има реле за време и
най-малко един моновибратор,
защото на практика преди за-
действуването на камерата ви-
наги е необходимо да се вклю-
чи осветлението. Тази функция
се поема от релето за време,
което едновременно стартира
моиовибратора. По задния фронт
иа импулса на моиовибратора
(на фиг. 4.98 в точката иа свърз-
ване на ЛЕ^ може да се задей-
ствува отново релето за време
и да се включи и камерата. Ако
има изискваие за отделио фик-
сираие иа времето иа включва-
не на камерата, това се реали-
зира с втори моиоввбратор.
Тези няколко указания са
достатъчии за определяието на
изходии данни за собствени раз-
работки на базата на схемите
от иастоящата книга.
4.5.3. Генератор за 1 Hz
Геиераторът за 1 Hz е нужен
за различии цели и особено за
датчици на дълги периодн с го-
ляма точное г. Разходите за квар-
цов генератор (с честота на квар-
ца 1 MHz иди 100 kHz) и не-
обходимия делител (10е: 1 или
10Б: 1) не вииаги са оправдани.
Когато нзискванинта за точност
са по-малки, съществуват две
по-прости възможности за гене-
риране иа 1 Hz. Едната възмож-
ност е да се използува моио-
вибратор, при проектирането на
който са взети нсички мерки за
постигане на сгабилна честота.
Естествено, както при всички
RC-геиератори в режим иа собст-
веии трептения, и тук стабилиост-
та има граници. При оптимален
монтаж точиостта е 1Ч-2.10-3.
При другия начни като база за
време се използува честотата
на мрежата. За този вариант е
иужеи делител 50:1 със съот-
ветно намалени разходи за ИС,
ио максималната точност не
надвишава 1.10 2! Любителите
със склониост към експеримен-
ти могат да направят опит за
271
Фиг. 4.96. Генератор яа I Hz. Сведе-
ния за точността — в текста
включване към честотата за вер-
тикална развивка в телевизио-
иен приемник. Тази честота
(50 Hz) се поддържа с гояма
точиост от предавателя в сту-
диото. Разбира се, този метод
е приложим само ако приемни-
кът е настроен на станция и
тази станция излъчва! Все пак
това важи за по-голямата част
от деня и поие през това вре-
ме любителнте разполагат с мно-
го точна честота 50 Hz, а сле-
дователио и с 1 Hz със съща-
та точиост.
На фиг. 4.96 е показана схе-
мата на твърде прост мултиви-
братор, с който се постиг а точ-
иост иа честотата около 1.10~3.
За това е нужно отиосително
постоянство на околната темпе-
ратура и много добра стабили-
зация на захранващото иапреже-
ние— вж. т. 2.4.1 и особено
2.4.4! Основен източник на греш-
ка са капацитетнте, конто про-
меият стойността си както под
влияние иа околната температу-
ра, така и поради старееие. За-
това за тази схема са подходя-
щи само нисококачествеии елек-
та^ггни кондеизатори. Двата
к^Ж’изатора трябва да имат
е.^^ъв капацитет. Те се под-
бират чрез предварителио нзмер-
ване и преди да се монтират в
схемата, няколко днн се оста-
вят включеии към иоминално
рабство напрежение. С капа-
цитетн от по 10 pF схемата
генерира 50 Hz. Честотата се иа-
стройва фиио с /?, и секонтро-
лира по-дълго време с точен
хроиометър. Вместо този ску-
чен метод по-опитните любите-
ли могат да си послужат отио-
во с телевизионен приемник.
Изходът Q или Q от схемата
на фиг. 4.96 се свързва през
ковдензатор към подходяща
точка на видеотракта на прием-
ника, а при известии условия
може да Се свърже направо с
катода иа кинескопа. Кондеиза-
торът с капацитет няколко нано-
фарада трябва да бъде избран
в съответствие с типа иа прием-
ника, точката на включване и
предполагаемого приложено иа-
прежеиие. На екранз иа прием-
ника на иитервали от по 1 s се
появява ясно различима светла
или тъмиа хоризонталиа ивица.
Търси се такова положение иа
при което ивицата не про-
меня мястото си на екраиа ло-
не в продължение на няколко
минута. Действието на генера-
тора ([2]) е същото като на
обикиовения симетричен мулти-
вибратор с дискретии транзи-
стор н.
На фиг. 4.97 е показана схе-
ма за получаване на такт 1 Hz
от честота 50 Hz. Формирова-
телят иа импулси представлява
тригер съгласно фиг- 4.2 а, кой-
то е изпълнен за симетрично
спрямо маса промеиливо напре-
жение (за отрицателни полувъл-
272
г,-1в-Е-г»Л
Ахилии e-330pF
tCUVfaAE-btJHDO
Фиг. 4.97. Получаване иа честота 1 Hz
от мрежовата честота 50 Hz
ии — фиг. 4.2 О). На входа му
има ограничится за защита сре^
щу пренапрежения. Следовател-
ио на входа може да се пода-
ва непосредствено прбмеиливо-
то напрежение на трансформа-
тор, стига то да остава в Да-
деиите иа фигурата граници. За
по-големи напрежеиия входният
резистор 2,2 kS трябва да се
увеличи. След тригера е свър-
зан делител 10:1 съгласно
фиг. 4.21, който тук е показан
като последователно съединеиие
иа делител 2: 1 й делител 5:1.
На изхода иа втория делител
се получава честота 5 Hz. След-
ва трети делител 5:1, иа чийто
изход вече се получава често-
тата 1 Hz. За да се вама-
лят разходиге, всичкн делители
са изградени с управляваии по
вход RS-тригери, такаче за ця-
лата схема са необходими 4 ИС
D 100. Порадн < пецифичното
изпълнение иа тригерите на из-
хода Изх, респ. Изх, се получа-
ват отскоци на напрежение над
иивото Н (над платото на им-
пулса), конто се причиняват от
фронтовете при преобръщаието
и а предните делители и стъпала.
Отскоците се отстраняват чрез
резистор със съпротивление
^3 k Q, свързан между Изх и Изх.
Прннадлежиостта на отделните
ЛЕ към ИС е без значение и тя
би трябвало да съответствува
иа оптималното опроводяване.
Към всяка ИС трябва да се
свърже филтров коидензатор —
фиг. 1.24!
4.5.4. Релета за време
за часовници за експоииране
и за универсално приложение
В ТТЛ техниката релетата за
време се реализират на подоб-
ии принципи както с дискретии
траизистори ([!]). Релетата за
време се използуват в часонни-
ците за експонираие и за близ-
ки по характер цели.
На фиг. 4.98 е показана едиа
схема на реле за време. Тя е
оправдана само като част от по-
голяма схема с ТТЛ ИС, защо-
то същото по функции реле с
дискретни траизистори има по-
малка консумация и изисква по-
малко елементи. Освен това та-
зи схема ие осигурява много
голямо време — когато време-
задаващият кбидеизатор има ка-
пацитет 1000 pF, времето е око-
ло 100 S. Любителнте сами тряб-
18Интегр«лнм схеми
273
Фиг. 4.98. Реле за време за общо при-
ложение
ЛЕ^-ЛЕ^— Diqg; 7\— германиеа PNP—GC100
с fl > 200; 7’2—SF 126 с fl>54 (съглвсуеа се
с С/р и /р); Дх—произволен С C/ogp>C/p.
Cj^-Cg—при нужда no 1 s на 10 «Е при
100 кЯ
ва да прецен ят коя схема е по-
изгодна— показаната в т. 3.2.2
схема с MOS ИС или схе-
мата с дискретни MOS транзи-
стори ([1], [9]).
Релето за време всъщност
представлява моновибратор (вж.
фиг. 4.6 и 4.7). Прн натискане
на бутона Б релето Р се включ-
ва и се изключва след време,
определено чрез кондензаторите
Q-т-Сз (конто се превключват с
ключа /(,) и потеициометъра
7?Р Затварянето на бутона пред-
извиква преход от Н към L
на изхода на който стар-
тира моновибратора. Диферечци-
ращата трупа 470 pF, 22 kQ оси-
гурява врьщане на моновибра-
тора в пасиаио състояние дори
в случая, когато активисте му
време изтече, преди бутонът Б
да бъде отпуснат. Тук не. е
задължителиа защита срещу ви-
брации на контакта. Освен това
ЛЕХ и ЛЕ2 .могат да се пре-
махнат и тогава кондензаторът
47ft^F се свързва през рези-
с^№ kQ към +UCC, а буто-
— между кондензатора и
маса. Все пак по-добре е оСта-
ващите и без това два ЛЕ от
ИС D 100 да се използуват как-
то е показано на фигурата за
ЛЕХ и ЛЕ2. Когато е предвиде-
на връзка от изхода иа ЛЕ2 към
входа на J7£4 (показана с пре-
късиата линия), схемата реали-
зира една допълнителна функ-
ция— сега релето отпуска вед-
иага след като бутонът Б бъде
отпуснат. Може да се предвидя
бутон, с който избраният ин-
тервал от време да се прекъсва
в произволен момент. Този бу-
тон трябва да се евърже меж-
ду втория вход на ЛЕЛ и маса.
Захранващото напреженне за ре-
лето и параметрите на транзи-
стора се избират според кон-
кретиото реле. Транзисторът
трябва да бъде гермаииев от
PNP тип с р^200. В противен
случай 7?! не може да има съ-
противление, по-голямо от 50 kS,
и всички стойностн на С тряб-
ва да се удвоят. Когато Л| —
= 100 kS, стойността иа С се
пресмята по 10 pF на 1s. Вре-
мето, през което релето е вклю-
чево, се иастройва грубо с клю-
ча Ки а фиио—с Лр Времето
може да се измерн с хрономе-
тър и тогава да се разгра-
фи направо в секуиди.
На фиг. 4.99 е показана оп-
ростена схема, предназначена
за работа от батерия (например
за джобно фенерче). Целта е
бнла да се проектира схема с
минимални разходи. Релето е
евързано директно към изхода
иа D 140. Бутоиът е свързан
без никакви специални мерки.
Тук важи венчко казано за
С] и Тх от фиг. 4.98. При стой-
ност иа Ci=5000 pF времето е
6<-8 пип. Диодът Цх предпазва
схемата при погрешно евързана
батерия. Ако напрежеиието иа
батерията е 6 V, Дг трябва да
бъде силициев, например SY 200.
Освовеи проблем при практи-
ческого изпъ <иение иа подобии
ехеми е необходимият голям ка-
пацнтет на Сг Фиг. 4.100 показ-
ва как да се постигне същият
ре^ултат с по-малки капацитети.
Двата възможни начина на
свързване на релето са показа-
нн (единият — с прекъсната
линия). През време на интерва-
ла който може да се настрой-
ва, иа изхода на ЛЕГ има L.
Удобно е релето да се евърже
към този изход през PNP тран-
Фиг. 4.99. Опростено реле за време.
захранвано от батерия
—гермами» РлР-GClOO с /3>2ОО; Д^
Д.— гермвниеви с ток 0,1 *—GY 100; ЛЕ^
ЛС2—D140; Cj—10С-4-5000 цЕ
зистора Г2а, който се захранва
от захранващото иапрежение иа
'ТТЛ ИС. Транзисторът трябва
да има дадените на фигурата
параметри. По същото време из-
ходът и а ЛЕа е в Н и ако ре-
лето трябва да евърже към то-
зи изход, това става през NPN
транзистора Т2б, Този вариант
е по-удобен, защото предоставя
по-голяма свобода на избор
на параметрите на релето и за-
хранващото му иапрежение.
Тази схема пред став лява ин-
терес при евързцането й с др ги
функционал ни групи с ТТЛ ИС,
Фнг. 4.100. Реле за по-
дълго време с по-малък
капаиитет в сравнение
със схемите от фиг 4.98
н 4.99
ЛЕ<+ ЛЕЛ—В 100; Г, — SS216
Е-е-г (р>350); Г2а -GC121 с
£>80; T26-SF126 с £>60
(според релето); Д]а. Д1б—
произволин с Uo6p>U р
274
275
особено с тригерии схеми. Те
могат да бъдат^ RS-тригери, уп-
равляваии по фронт (фиг. 4.15 а),
D 172 (фиг. 4.18), D 174, брояч-
ни декада и т. и. Релето за вре-
ме от фиг. 4.100 е много под-
ходяще за генератор на старт/
стоп за тригериите схеми, тъй
като в иачалото и в края иа
интервала t на Изх се получа-
ва по един къс отрицателен
импулс със стръмни фронтове
и продължителност от 0,2 до
10 ms в завнснмост от капаци-
тета на С,. През време иа ин-
тервала /, както и в състояиие
иа покой, Изх=\Л.
Интервалът от време t се оп-
редели от Rt и Всъщиост
С\ е коидензаториа батерин, коя-
то се превключва чрез ключа
както иа фиг. 4.98. При Ct=
= 1 pF със схемата от фиг. 4.100
се постига s, което е де-
сетократно повече в сравнение
с постигнатото чрез схемата от
фиг. 4.98. RS-тригерът ЛЕ3—
ЛЕ4 е в състоянне на покой,
когато иа изхода на ЛЕ3 има L.
Тогава на изхода на ЛЕ2 има
Н, Тх се отпушва през Rt и из-
ходът иа ЛЕУ също става Н.
Ако Ri = l М2, за сигурио от-
пушване иа 1\ трябва да бъде
изпълнено условието Вгм>350.
Групата ЛЕХ; ЛЕ2, 7\ представ-
лява тактов генератор по схе-
мата от фиг. 4.9, който в о пи-
саното състоянне е блокираи.
За стартираие се натиска бу-
тонът Б, при което изходът на
ЛЕа става Н и разрешава ЛЕ2.
Геиераторът започва да работи
с ош^гетелен импулс иа Изх.
Тъ1^К о последователно иа Сх
е сЛРаи резистор 160 2, този
импулс е много къс. Той се
276
прехвърлн през коидензатора
330 pF и би иулирал тригера
по входа иа ЛЕ4, ио бутоиът е
все още иатиснат и това ие мо-
же да стане. Времекоистантата иа
входа иа ЛЕ2 (22 k2, 10 nF) е зна-
чигелно по-голяма от тази иа вхо-
да на ЛЕ4 (22 к2, 330 pF). За-
това установяващият импулс при
натискаие и а Б още продължа-
ва, докато генерираният при
старта нулиращ импулс вече е
завършил. Тригерът остава в
състоянне, при което изходът
на ЛЕ3 е Н, а тактовият гене-
ратор работн с времеконста чта-
та, зададеиа чрез Rj и Сх. След
изтичане на интервала от време
t иа изхода на ЛЕ2, респ. на
Изх, се получава следващият
преход Н — L. Междувременно
стартовият импулс иа входа на
ЛЕ3 е завършил (коидеизато-
рът 10 nF е зареден) и в тази
точка на схемата отново има
ниво Н. На изхода иа ЛЕ3 се
пол чава ниво L, което блокира
ге (ератора по входа на ЛЕ2.
В сравнение със схемата от
фиг. 4.98 тази схема едва ли
нзнсква повече разходи, но е
по-чувствителча към см гщения
особеио по проводииците към*
бутона и проводииците от R!
до базата на Т\. Освен като ре-
ле за време схемата може да
се използува като удвоител иа
честота в по-сложии ТТЛ схе-
ми, тъй като ролята иа бутона
Б може да се поеме от изхо-
деи ТТЛ сигнал. На такъв сиг-
нал схемата ще отреагира с оз-
начените промеии на нивата в
базите иа Т2а и Т26 за време t
и с два отрицателии импулса
на Изх, отместеии еДин от друг
иа време t, което може да се на-
стройва. Когато подобна схема
се използува като генератор на
старт/стоп, тя значително оп-
ростява сннтезираието иа уст-
ройства за управление иа про-
неси.
4.5.5. Моновнбратор
със защита срещу смущейня,
използуван като. реле
за време
Описаиите релета за време
както всички тригери и моно-
вибратори реагират даже на къ-
си, проникващи като смущения
стартиращи импулси. Естестве-
ио това ие е желателчо и съз-
дава проблеми за опроводяваие -
то—например ограничава дължи-
ната на проводинците към стар-
товия бутои. В този случай мо-
новибраторът се комби <нра с
интегратор на Милер. Импулси-
те, чиято продължителност е
под една предварителио зададе-
на стойност, ие могат да стар-
тират моновибратора. Този ва-
риант е за предпочитане в ча-
совиици за експониране, релета
за време с ръччо задействуване,
стълбищни автоматн и др. Той
беше описан подробно вт. 4.1.9
при фиг. 4.33 и 4.34.
4.6. ЦИФРОВИ БРОЯЧНИ <
И ИЗМЕРВАТЕЛНИ УСТРОЙСТВА
4.6.1. Делител иа честота
с моновибратор
Някои схеми иа делители на
честота бяха вече описани в
т. 4.1.5. В любителската практи-
ка те се изграждат почти вина-
ги с тригери. С моновибратори
може да се реализира надежд-
но деление до 5:1 с едио стъ-
пало. При употребата им за лю-
бителски цели спорният въпрос
са разходите за стабилизиране
на захрачващото напрежение и
температурния режим, за по-
стоянството на времезадаващи-
те елемеити и др.
Активното време на монови-
братора се определи чрез под-
ходящи стойности на резисто-
рите и кондензаторите и за раз-
глеждания пример (за деление
5: 1) трябва да бъде по-малко
от сумарното време на 5 перио-
да на входната стартова често-
та. Мочовибраторът се старти-
ра от първия импулс, остава в
активно състоянне през втория,
третия и четвъртия импулс. и
преминава в пасивнв състоянне
малко след постъпването на че-
твъртия импулс. Петият импулс
стартира моновибратора отиово.
Следователно на всеки петн вхо-
деи импулс моиовибраторът ге-
иерира един изходеи. Този
метод има няколко недостатъка.
Активното време е фиксираио
чрез и Си трябва да се на-
мира в точчо определено съот-
ношеиие към входната честота,
което отговаря иа избрания кое-
фициент на деление. По тези
причини подобен делител може
да се оразмери само за точно
определена входиа честота. То-
гава всяко стъпало от свърза-
ии един след друг делители ще
има различии стойности за ед-
наквите елемеити, като за стъ-
палата с ниска входна честота
ще се получат неудобно големн
стойности за кондензаторите.
Такива стойности могат да се
реализират само с електролитни
277
кондеизатори, но техният капа-
цитет се влияе доста силно от
стареене и от околната темпе-
ратура. Така възиикват нови
нзточници ла грешки. При про-
мени на /?, С, захранващото на-
прежение или околната темпе-
ратура подобен делител за почва
да дели с друг коефициент иа
деление, близък до начисления.
Делителите с тригери, разгледа-
ни в т. 4.1.5, са извъиредно не-
зависими от входната честота и
или делят в съотношение 2:1,
или не делят въобще. При мо-
новибраторнте всяко стъпало на
делителя трябва да се иастрой-
ва точно и отделио, така че в
иай-общия случай за /? са необ-
ходнми рег\ латори на настрой-
ка! Затова е по-добре (за смет-
ка на надеждност при експлоа-
тацнята) поради отпадане иа
настройките ла се предпочете
тригерннят вариант въпреки по-
големите разходи на ИС. В [38]
може да се нгмери един интере-
сен пример с моновибратор, при
който входната честота може да
се измеия в определени границы.
Фиг. 4.101. Две схеми за удвояваке на
честота:
ас ИС 0100; 6—с ИС DUO; в—времслна-
грами
Това е постигнато с помсщна
схема, която измен я заряд.ния
ток иа кондензатора в зависи-
мост от входната честота Раз-
ходите за тази схема са значи-
телно по-големи от разходите
за делител със сравним общ
коефициент на деление, изпъл-
нен с управлявани по фронт три-
гери.
4.6.2. Удгоител иа честота
Принципът на удвояване на
честотата беше обяснен още за
схемата от фиг. 4.30 в т. 4.1.8.
Като допълненне към това на
фиг. 4.10! са показаии два дру-
ги варианта, конто се различа-
ват незначително. Фиг. 4.101 а
показва изпълнение с една ИС
D100,a за схемата от фиг. 4.1016
са достатъчии 3 ЛЕ D ПО. Ак-
тивното време tx иа моновибра-
тора трябва да бъде равно на
половииата от продължител-
ността на входния импулс t2.
Коефициентът и5 запълване иа
входната честота /вх е прибли-
зителчо 0,5. Целесъобразио е
този коефициент иа изходната
честота /изх също да бъде 0,5.
Той се иастройва с като се
използува методът на „меандър-
а) AEfWy-DlOO 6) ЛЕгЛ£3-Я110 R,
278
ката фигура* на екрана на ос-
цилоскоп. На единия лъч се по-
лава/„, а иа лругия Оста-
налите данни за схемата могат
да се вземат от обясненнята към
фиг. 4.30. При определени усло-
вия схемата от фиг. 4.100 също
може да се използува за удво-
яване на честота. В [38] е опи-
сан удвоител на честота, изцъл-
иен подобно на -схемата от
фиг 4.101. При него входната
честота може да се измени в
определени граници.
4.6.3. Броячни схеми
и кръгови броячи с основни
ТТЛ ЛЕ и с О 172
Схемата на един брояч винаги
съдържа тригерни делителни
стъпала (т. 4.1.5). Според броя
на тригерните стъпала вериг ата
от делители брой до /и=2, 4, 8
и т. и , а при следващйя входеи
импулс делителите се устаиовя-
ват в изходио състояние. Чрез
вънеждане ва допълнителии об-
рат ни връзки коефициеитът на
деление т може да се направи
различен от 2я (л е броят на
тригерите). Според коефициента
на делевие делителите се нари-
чат „делители иа ти. В съот-
ветствие с тази терминология
схемата от фиг. 4.20 е делител
иа 6, а схемата от фиг. 4.21—де-
лител на 10. За т=10 по-често
се употребява наимеиоваиието
десетичен брояч или броячна де-
када. Обикновено в броячните
схеми изходът иа първия дели-
тел се означава с QAt иа вто-
рии — с QB и т.н. Освеи това
под „иулирано" състояние на
бролча се разбира състояннето,
при което всички изходи Q с а
в L (това важи за ТТЛ; за от-
рицатели ата логика на MOS ЛЕ
изходите трябва да бъдат Н).
Ако се използуват ииверсните
изходи (QA. Qb и т. н.), в нулнра-
ио състояние те са Н (за ТТЛ).
На всяка стъпка иа броеие от-
говаря точно определена изход-
на комбинация (комбинация на
състоянията иа изходите). За
десетично броене са иужни 4
тригера, чиито изходи позволя-
ват представянето на числата
от 0 до 15. Подреждането на
числата може да става различно
в зависимост от конкретния бра-
яч. В иастоящата книга се из-
ползува само т. нар. BCD код,
познат още като код 1—2—4—8.
В ]2] може да се иамери обзор
на други кодове, но те ие пред-
ставляват интерес за любители-
те. Пълният BCD код е даден
в таблицата на фиг. 4.102. Ком-
бинацията от сигналите на че-
тирите изхода QA~QD се нари-
ча тетрада. За да се получат
числата от 0 до 9, конто се
използуват във всекидиевната
практика, иа нзхода на брояча
се свързва декодер. От комби-
нйцията на изходните сигиали се
извежда един сигнал, който на-
пример може да управлява като-
да иа цифрова индикаториа га-
зоразрядна лампа. В този случай
се говори за декодиране „1 от
10“. В други случаи се изпол-
зуват други начини иа декоди-
раие според конкретния иидикд-
тореи или преобразувателен еле-
мент. При десетичиите броячи
изходните комбинации, съответ-
ствуващи на числата от 10 до
15, се означават като „псевдо-
тетради*. Изобщо такива комби-
нации, конто при нормалча рабо-
279
Стъпкина tecenww а. Чв Ос Oj,
0(216] L L L L
1 Н L L L
г L н L L
3 Н н L L
4 L L Н L
5 н L н L
6 L Н н Z
7 Н н н L
8 L L L Н
9 Н L L Н
Ю L Н L н
11 Н н L н
12 L L Н н
13 L Н н
* Vr Н И н
Н Н н н
4.102. BCD код (1—2 4 -8)
одите на брояч. Дадените нива ва-
за ТТЛ, за MOS логика в таУли-
а Н се сменя с L и обратно
за
!И брояч иа т, се
:вдотетради. Ако в
федвиден режим те
появят на изходите
декодерът трябва
ие се появяват на изходите иа
наричат
някакъв
все пак
иа броя-
да бъде
с тях. В противен слу-
Фиг. 4.103. .Разпозна-
вателна" и нулираща
логика за произволен
коефициент т
D ПО; Тг^ь-Тг*
—4x0172; Л 4 — D 130
млн A D 120
2
чай непредвидеиата псевдотетра-
да ще доведе до исправил на ин-
дикация или иеправилно преоб-
разуваие. Дадените в т. 4Л.5
схеми на делители за някои кое-
фициеити на деление имат пред-
видени обратим връзки, конто се
осъществяват иа самите тригер-
ни стъпала. При достигане на
числото т делителятв сам се
установява в и/лево състояиие.
Фиг. 4.103 показва как с 4
тригера D 172 и една помощиа
„разпознавателна" логика може
да се реализира произволен бро-
яч, респ. произволен коефициент
на деление на честота. Тъй ка-
то от всички изводи иа D 172
се използуват само тактовият
вход Г, иулиращнят вход 7? и
изходът Q, JK-тригерът може
да се замени с управляван по
фронт RS-тригер, показан на
фиг. 4.104 (фиг 4.15 б). Общият
иулиращ проводник в такива
броячи се означава като шина
R (reset). За синтезирането иа
делител на т, чийто коефициеит
иа деление т може да се опре-
деля произволно, е необходимо
броячът да 'брой нормално до
числото т в BCD код. Помощ-
иата логика трябва да „разпо-
зиае* числото, следващо след т,
и ведиага да иулира брояча по
шииа R. Тази функция се нз-
пълиява от „разпознавателния*
ЛЕ* и нулиращия тригер (ЛЕЬ
ЛЕ* ЛЕ$). ЛЕ* трябва да има
иай-много толкова входове, кол-
кото изходи Q има броячът. За
всички обикновени приложения
са нужни иай-много 4 Bxoia. В
състояние иа покой на-входз"7?
има Н и бутоиът за ръчно иу-
лиране Бкуя е отворен. Четирите
входа на ЛЕ* се евързват ди
ректно с изходите Q на брояча.
Достатъчно е на един от тези
входове да има L, за да има Н
иа изхода иа ЛЕ*. В такъв слу-
чай предният фронт и а следва-
щия такт за броене установява
изхода иа ЛЕ1 в L, а иулира-
щият тригер — в състояние, при
което изходът на ЛЕ^ е Н и
тригерите 14-4 могат да броят.
Спадащият фронт на същия
импулс установява Ггг Така
<2Д = Н, Qb=Qc=Qd=L—това е
първият ред от таблицата на
фиг. 4.102. От същата таблица
се вижда, че до т= 14 поне
«дин изход е L. Ако входовете
Вх*~Вхл са евързанн с изходи-
те Qa~Qd, изходът на ЛЕ* ше
стане L едва при т = 15. Тогава
нулиращият тригер- се устаиовя-
ва в състояиие, при което изхо-
дът на ЛЕ2 е L, а изходът на ЛЕг
е Н. Когато изходът на ЛЕг е L,
всички тригери се нулират едно-
временно и изходите QA~Qn
стават L. Импулсът с ииво Н
на изхода ЛЕг е такт за след-
ващата декада. Изходната ком-
бинация, съответствуваща иа
/п=15, се появява за извънрел-
но кратко време—най-много за
104-20 ns, колко то е закъсне-
6.8К
Р
Фиг. 4.104, Замяла на Тг^Тг^ от
Фиг. 4.103 с управляванн по фронт
RS-тригери (например с D 100)
ннето на сигнала през ИС. На
практика се приема, че тази ком-
бинация се прескача. След „14*
съдържанието на брояча веднага
става „0“, без за това да е не-
обходим допълнителеи такт Т.
Следващият такт Т през ЛЕ1
отиово установява и лиращия
тригер в състояние, при което
нзходът на ЛЕ9 е Н. Отрицател-
иият импулс на изхода на ЛЕ*
също трае само няколко наио-
секуиди, тъй като състоянието
НННН на изходите Qa+Qd вед-
иага се промеия в LLLL. Ръчио-
то нулнране чрез бутона по
иулиращия вход R е възможно
при производно състояние иа
брояча и се извършвз общо за
всички декади. Четирите триге-
ра се нулират по шииа R от
нулиращия тригер, затова вхо-
дът R на цялата декада пред-
ставлява самб два ТТЛ товара
(по един вход от ЛЕг н ЛЕЛ).
При директно нулиране по ши-
иа R източникът на нулиоащия
сигнал се товари вече с Д^=8,
понеже всеки вход R на D 172
представлява два ТТЛ товара.
Към осемте товара се прнбавя и
входът на ЛЕ& така че изходът
на ЛЕ2 се товари с поч-
ти до пълните си възможности.
281
>80
ID“8
и)
-<Hc
Неизползуваннте Входове се
свързват към+Нсс(нивоН)1
Без значение
Лбеблокиран -
1>иг, 4.105. Няколко гримера за необ-
годимите входове и връзки на ЛЕа
т фиг 4.103 с нзходите Qa^Qd за
еалнзиране на различии стойности
а т
5а нулираие на брояча при по-
шлин стойности иа т са иеоб-
одими по-малко входове на ЛЕ#,
1а фиг. 4.105 са дадени ияколко
омбииаиии за различии стойно-
ти на т. От тях може да се
аправи практическият нзвод, че
а яг< 15 освой D 130 и D 120
огат да се използуват и други
ипове ЛЕ. Например за т~2
ьстояннето Q4=-QB=H се до-
гига за първн път при третата
гъпка на брояча, След което
роячът веднага преминава в
ьстояние „0". Следователно за
•=3 броячът циклично преми-
ава през състоянието 0, 1. 2, 0,
2, 0 и т. н. За м=4 изходът
с става за първи път И иа IV
ъпка на брояча и в този слу-
й е достатъчио да се следи
1мо този нзход. Цикълът е 0,
2, 3, 0, 1, 2, 3, 0 и т. н. Важен
практнката е случаят т—10,
»ето словаря на десетичен бро-
'• стъпка на брояча из-
ДИ1Шгв й Qd стават са пър-
I пъг едновременно Н и след
състояиие „9* броячът ведиага
преминава към „0". От тези ия-
колко примера е ясно, че жела-
ния т коефнциент на деление, ие-
обходимият брой входове иа ЛЕЛ
и връзките им към изходите
се вземат от таблицата
иа кода BCD. Оттам се избира
комбииацията, при която иа всич-
ки взети под внимание изходи
се появява едновременно Н. Та-
зн комбинация трябва да бъде
разпозната и в резултат на това
броячът да се нулира. Както се
вижда от таблицата, до/zz —6 са
достатъчни два входа иа ЛЕ# а
за т— 7 вече са необходими 3
входа. От /га = 8 иататък трябва
да се отчита и състоянието на
изхода QD, който до тази стъп-
ка е постоянно L. Преходът от
L в Н на този нзход може да
се разглежда като пряк крите-
рий за /га=8 (фиг. 4.105), така
че тук е достатъчен само един
вход на ЛЕ# Всички показа ни
на фиг. 4.105 а ЛЕ са идентич-
ии на ЛЕ^ от фиг. 4.103.
Фиг. 4.105 б показва, че „раз-
познавателиата" логика ие дей-
ствува (или може да се направи
да не дейстаува) чрез подаване
иа L на един вход иа ЛЕ# То-
гава броячът винаги ще брой до
16. Следователно е възможно
чрез просто превключване на
входа, свързан към маса на
фиг. 4.105 6, да се променя кое-
фициентът иа деление от т=
= 16 на друг, зададен от връз-
ките на остан алите входове иа
ЛEi със съответните изходи иа
брояча. Ако разходите за един
стъпков превключвател (стъпков
избира ч) с а приемлнви, чрез пре-
включване на всичките входове
иа ЛЕ± може да се получи про-
Кръзовият изби- (ti-брой паже-
рач~ 4 залети с ланите цикли*
по п позиции конто ще се
избираю)
Фиг. 4 106. Превключвател с 4 галети
за настройка на обхвата (цикъла) на
броене
изволеи коефнциент иа деление,
респ. производна стойност на т
за брояча. За /га=15 е необ-
ходим стъпков избирая с 4
галети, а за /и^14 са доста-
тъчни 3. Ако схемата се изпол-
зува като делител на честота,
изходиата честота се взема от из-
хода „пренос"—ЛЕ# Свързваие-
то на стъпковия избирач е показа-
Фиг. 4.107. Дешифратор на и нулираща
логика на броячи с D 174
ЛЕ^ЛЕ^-О ПО: ЛЕ^— ~ D 120: Гув-Гг*—
2уО174
ио схематично на фиг. 4.106. При
всяка стъпка иа избирача ключо-
вете/Cj-i-/ц осъществяват кон-
такт или към изход на брояча,
или към Н (+67сс) в съответ-
ствиес комэинацията от таблица-
та на кода, отговаряща на из-
брания коефициеит на деление
т. Ключовете K\^Ki Дават въз-
можност за и^бор иа произво-
лен коефицигнт т. Тази схема
може да се приложи не само за
тригери с управление по фронт
с D 100 или JK-тригери D 172,
но и за броячи и делители на
честота с D 174. На фиг. 4.107
е показана една схема, която, с
изключение на допълиителните
връзки от изход Q към вход
D (вж. фиг. 4.19 и т. 4.1.4.3), от-
говаря функционалио на схема-
та от фиг. 4.103. Това се отиася
също и за нръзките на входо-
вете на „разпознавателиия" ЛЕ#
Разлика има само в принципа на
иулирането, понеже входовете R
иа D 174 се управляват по фронт.
Затова тези тригери се нулират
от краткия отрицателен импулс
(с продължителност около 0,1 ps),
на моиовибратора, съставен от
ЛЕг и ЛЕ* В момента иа нули-
2
283
рането иа изхода на ЛЕЛ се по-
лучава импулс, който се използу-
ва каю пренос за следващата
декада. Той се иивертира от ЛЕЛ,
за да получи иеобходимата за
тактовия вход на D 174 поляр-
иост. Ръчното иулиране по вхо-
да R както на фиг. 4.103 става
също през моиовибратора JlEt—
ЛЕ9.
Повече указания и примерии
схеми по тази тематика могат
да се намерят в [2], (39] и [40]. В
[2] има указания за дру! и тнпове
броячи (кръгови броячи, Джои-
сонови броячи, преместващи ре-
гистрн), изпълиеии предимно с
D 172 н D 174, както и схеми
на декодери с осиовни ЛЕ от
серия та D 10.
От остаиалите типове броя-
чи интерес за любителнте в ни-
кои специални случаи представ-
лява кръговият брояч. Той се
реализира с D 172 и има пре-
димството, че иа изхода няма
иужда от специално декодира-
не, но затова пък изисква пове-
че ИС. Броят на Q необходнмите
тригери D 172 в кръговия бро-
яч се определи от желания кое-
фрпиеит на деление т, който
практически може да бъде про-
изволен. Едио ограничение идва
от броя иа товарите, който пред-
Фиг. 4.108. Кръгов броячс D 172. В да-
ней момент само на един изход Q
има Н (вж. също фиг. 4.109)
ставлява общият тактов вход Тг
тъй като кръговият брояч е син-
хронен и всички входове Т на
тригерите са свързани паралел-
ио. При по-сложим броячи от
този род входовете 7' иа 15 три-
гера D 172 се свързват паралел-
но и се управляват от изхода
на D 140, за който ДГо=30. При
това входовете на мощния ЛЕ
могат да се свържат паралелно.
За пр-ниски честоти иа броене
иеобходимият мощей изход мо-
же да се реализира много иконо-
мично със схемата от фиг. 4.53,
т. 4.1.14.1.
Изграждането на кръговия
брояч е показано иа фиг. 4.108.
В средата на схемата с прекъс-
ната линия е дадеиа възможност-
та за свързване иа произволен
брой тригери във веригата. С
п тригера се получават п изхо-
да QL-i-Q„.BceKH изход Q е свър-
заи с входа J иа следващия
тригер, а изходът Q — с входа
К. Това важи и за поел единя
тригер от веригата, като за не-
го следващ се явява пърният
тригер. Така се получава един
затворен кръг. Трябва да се
обърне внимание на опроводя-
ваието иа входовете R и 5, кое-
то има решаващо значение за
функционирането иа схемата.
Всички входове R са свързани
раралелио (шииата R се то-
вари с по 2 ТТЛ товара за
Фиг. 4.109. Времедиаграми на кръго-
вия брояч от фиг. 4.108
тригер), само първият тригер е
свързан към тази шина с вхо-
да си 5 вместо с R. При включ-
ване на захранващото иапреже-
иие тригерите на брояча се
устаиовяват в произволни състо-
яния, като в някои случаи се
актинират няколко изхода Q,
което не се случва при иормал-
иа работа. Затова в началото
трябва да се подаде кратък от-
рицателен импулс по шина /?,
за да се гарантира изходното
(нулираното) състояние: всеки
тригер се установив^ в състо-
яние, при което иа изхода Q има
L, само състояннето на първия
тригер е обратного, т. е. в из-
ходно състояние и а брояча пър-
вият тригер има на изхода си
Н. Тази логическа „1“ при все-
ки такт се премества в следва-
щия иадясио тригер (вж. табли-
цата за състоянията иа D 172
към фиг. 4.18 6). Преместването
на „1“ се дължи иа начина на
свързване иа изходнте на едки
тригер с входовете на следващия.
Импулсната диаграма за случая
на 4 тригера е дадена иа
фнг. 4.109. Състояннето Q==H
се появява само на един един-
ствен изход Q и при всеки такт
се премества в следващвя три-
Фиг. 4.110. Десети’ша индикация с га-
зоразряднн цифровн лампн за кръго-
вия брояч от фнг. 4.108
гер. За десетичен брояч ще бъ-
дат нужни 10 тригера. Импул-
сът „пренос" може да <;е вземе
по принцип от кой да е изход
Q. Подобии кръгови броячи не
представляаат интерес като бро-
ячни декади. Те се използуват
предимио там, където е необ-
ходима циклична поредица от
превключвания с произволен
брой стъпки — например циклич-
но преместваие на светеща точ-
ка по верига от лампи за деко-
рация (реклама). Нулиращнят им-
пулс в началото може дачзапнше
„1“ не само в първия тригер. а
да установи произволиа пореди-
ца от Н и 1., която при тзкгу-
ване ще се премества по вери-
гата от тригери. За целта е не-
обходимо тригерите, в конто
искаме да запишем „1 “ в изход-
но състояние, да бъдат свързани
към шина Я не с входовете си
R, а с 5. За иормалиия цикъл от
фиг. 4.109 на фиг. 4.110 е показана
схема на цифрова индикапня, коя-
то може да индицира иай-миого
10 стъпки на брояча. Това прило-
жение съответстнува на десети-
чеи брояч. На фнг. 4.111 са по-
казани две възможности за
включване иа товар, например иа
спомеиатата верига от лампи. По
584
285
<>иг. 4.111. Два призера за скързване
«а товар (в случая ллмпм) към кръговия
€рояч от фиг. 4.108
едиа такава схема трябва да
се предвидя към всеки изход.
При Q=H лампата във вариан-
та а свети, а във варианта б е
мзгаснала. Естествено вместо
„1“ в брояча от фиг. 4.108 мо-
же да се зацикли „0“, като само
на един изход Q се установи L.
Това се постига или чрез саърз-
ваие на всички входове 5 към
шината /?, с изключеиие на пър-
вия тригер, или като товарите
се свържат към инверсните из-
ходи Q. Вариантите от фиг. 4.111
могат да се използуват и за два-
та случая. Схемата от фиг. 4.110
позволява да се \ правлява ци р-
рова индикаторна лампа. Стой-
иостта на резистора в анодната
верига е дадена за анодно на-
прежение 150 V (както на
фиг 3.50). Светодиодите могат
да се ^свържат директно към
+UCC през резистори (220 Q за
VQA 12 и еквиваленти, справ-
ки в [14]). когато се използу-
ват тиристори (подобно на
фн4ЖН1, но с постояниотоко-
во^Имнваие), кръговият бро-
яч WrfC може изобщо да от-
падае. Познати са схеми на кръ-
гови броячи, изградени само с ти-
ристори н диоди, следователно
много по-икономични от комби-
нацията на схемите от фиг. 4.108
и 4.111 б.
4.6.4 Броячии схеми
с ИС с по-висока степей
на интеграция
Многоразредните броячи из-
искват голям брой тригери. Раз-
ра боте ни са множество ИС, кон-
то обедиияват например четири-
те тригера, необходими за ед-
иа декада, както и по-проста
или по-сложна управляваща ло-
гика, в един корпус. Любители-
те трябва да изграждат брен-
чите и делителите иа честота с
основви ЛЕ (ИС от тип D 1004-
D 174) само тогава, когато са
необходими малко иа брой три-
гери или когато нямат на раз-
положение ИС, за конто става
дума по-нататък. С увелнчава-
щото се приложение иа такива
специалии броячни и делителии
ИС обик новен иге схемн, изгра-
деии с отделки тригери, загуб-
ват все повече своего значение
не само в промишлеността, но
и в любителската практика. Те-
зи ИС с по-висока степей на
интеграция обикиовеио се из-
ползуват като по рецепта от
готнарската книга, т. е. без да
се знае тяхиата вътрешна схе-
ма, само въз основа на табли-
цата на истинност и разположе-
нието на изводите. Въпреки то-
ва основвото познаване на три-
гериите броячи и делители с
D 172 е важно за осмисляне на
техиия начин ва работа. Люби-
телят разно лага с подобии ИС,
произведеии в ГДР (D 192,
D 193) или в други страни—член-
ки на СИВ (МН 7490 на TESLA).
По-често трудността за него се
състои в това да намери лите-
ратура с даини за тях. Следва-
щите'раздели имат за цел да за-
пълнят тазн празнина.
4.6.4.1. ИС МН 7490—десетичен
брояч и делител
На фиг. 4.112 а е показана
схемата на ИС МН 7490, а на
фиг. 4. Н 2 б — разположението
иа изводите й. Схемата съдържа
4 тригера, 3 от конто с-« евър-
заин вътрешно в делител 5:1,
а първият тригер се използува
като делител 2:1. Следователно
с МН 7490 може да се извърш-
ва деление непосредствено в по-
сочените съотиошеиия, а при
включване на двете функцио-
Фиг. 4.112. ИС МН 7490—
брояч и делител:
в—вътрешна лог нческа схема:
о—разположение на изводи; е-
Параиетри: +UC(j=4J!-t-
5.25 V; fcc 32 «50) mA;
/иж jnanS-lOMHz. тнпова сэой-
мост 18 MHz; .V (за
(за Nf (за /? D1 _2 н
закъснение и» елг-
rf«ae от &хд ла QD~ 60 ns-
Останалнте парадепри — като
на стандартен ТТЛ ЛЕ
иални части една след друга —
н съотношение lOJ- Тъй като
изведените изходи съот-
ветствуват на код BCD
(фиг. 4.102), включително до IX
стъпка, тази ИС 'може да се
използува непосредствено и ка-
то десетичен брояч.
МН 7490 работи със захран-
ващо напрежение от 4,5 до 5,8 V,
като горната граница не бива
да се превишава. Абсолютната
гранична стойност е 7,0 V. и то
кратковременно. Както показва
фигурата, това е познзтата схе-
ма на брояч с D 172, за което из-
ходът Qa трябва да се свърже
с входа Вхв. Тогава входът ВхА
е тактовият аход Т. ИС МН 7490
съдържа 4 JK-тригера Тг{—Тг4>
всеки от конто по действие
съответствува на по един три-
гер D 172. Тгх е без изведеии
входове J и К и инверсен изход
286
287
Q и може да се използува про-
изводно, докато вътреш ите
връзки между Тг2—Tzt пред-
определят деление в съотноше-
ние 5:1. Начннът на действието
им е без значение за потребителя.
Интерес предсгавляват възмож-
ностнте за нулиране на триге-
рите, което се извършва едно-
временио за всичкнте четирн.
В ИС има два допълнителнн
ЛЕ—J7E1 и ЛЕ2. Известно е,
че изходът на всеки тригер ста-
ва L, когато на входа R се по-
даде L. Така става н тук, кога-
то на изхода на ЛЕЪ се полу-
чи L—изходите Qa=Qb=Qc=
=Qd=L. Но затова тук е необ-
ходимо и двата входа /?01 и 7?^
да са в Н. Следователно за ну-
лиране на брояча трябва да сс
оснгури едновременио ииво Н
на тези входове. Поради инвер-
тирането в ЛЕ2 нулирането се
извършва със сигнал И по вход
/?, противно Иа случая при D 172
и другите типове тригери. За
да може ИС да работи нормал-
но, входовете /?01 и/или /?02
трябва да бъдат свързаии към
ниво L или ако нулнране ие се
предвижла — към маса. Същото
се отнася и за иходовете и/
или R92. Защо вътрешните ЛЕ
за нулиране им&т по два входа,
ще покажат следвзщите примери.
При определени условия така се
спестяват разходите за външни
връзки, когато например в една
и съща схема ще се използува
ту единият начин на нулиране,
ту другнят. МН 7490 предлага
още една възможиост за уста-
нацване чрез ЛЕ} и входове
Когато на тези два
BW има Н, 7гя и Тг3 се ну-
лнрат, a Tti и 7г4 се устаиовя-
ват в Н. В този случай след
установяване изходната комбина-
ция е HLLH, която според табли-
цата на BCD код (фиг. 4.102) от-
говаря на чнслото 9. Когато ну-
лнраието става чрез /?91 и /?В2,
броячът започва да работи от
състояние „0“ при следващия
входен импулс. Такъв режим на
работа е нужен при някои при-
ложения, например честотомери,
делители иа честота за цифрови
електроиии часовници и др. В
електронните часовници се из-
ползува обпкиовено кварцова че-
стота 1 MHz и за да се получи
честота 1 Hz, се евързват 6
ИС МН 7490 във верига. След
спиране ва часовника във вери-
гата на делителите е устаяовено
състоянието 999999. При пуска-
не на часовника например чрез
деблокирапе на генератора още
първият импулс иа генератора
привежда брояча в състояние
0000(0. Това означава, че още
първият такт на генератора ще
излезе като такт 1 Hz. Ако де-
лителят се нулира по входове
Roi н Ям в състояние 000000,
първият такт I Hz ще се полу-
чи една секунда след деблоки-
ране на генератора, т. е. от само-
то начало часовникът ще тръг-
ие с една секунда закъснение.
На фиг. 4.113 е дадеио дей-
ствието на н /лиращите входове
върху изходите Q във внд иа
таблица.
Фиг. 4.114 показва основните
външнн връзки иа тази ИС. По-
нататък в настоящата книга МН
7490 ще бъде представяна само
в тази опростена форма с ука-
зания за номера па крачето на
ИС, което трябва да бъде евър-
зано. При това е прието неиз-
288
ползуваните изводи да не се
изобразяват. Лнпсващите (непо-
казаните с номера) крачета се
оставят несвързани или се евър-
зват към +UCC- Необходимо е
обаче крачетата, конто трябва
да са свързаии към L или към
маса,. да се показват. На
фиг. 4.114 МН 7490 се използу-
ва като прост делител иа често-
та без нулиране. Във варианта
от фиг. 4.114 а ИС може да се
използува разделено като дели-
тел 2:1 (входната честота ft се
л
подава на ВхА, а изходната
се получава на изхода и
делител 5:1 (съответно с вход
Вхв и изход Qd). За деление в
съотношенне 10:1 трябва да се
иаправи въвшна връзка между
изводи с номера 7 и 12 —
фиг. 4.114 б. Когато е нужно
деление в съотношенне 103:1,
се евързват 3 делителя като по-
казания иа фиг. 4.114 б във ве-
рига— фиг. 4.114 в. В дадения
случай входната честота е 1 kHz.
Ключът Ку е в показаното по-
ложение. В посочеиите точки се
получават означените честоти и
прн нужда те могат да се изве-
дат едновременио. От този при-
Фиг. 4.114. Схемни варианта на дели-
тел на честота с МН 7490
г= fa значение НилиС
Фиг. 4.113. Таблица иа действието на
нулиращите (установяващите) входове
на МН 7490
мер се вижда ясно значително
по-малкото въишно опроводява-
не, което е необходимо при те-
зи ИС. Ключът Ki Дава възмож-
ност за едиа допълнителиа функ-
ция. Ако чрез Ki, който на прак-
тика се изпълнява с основни ЛЕ,
входната честота /вх се подаде
на извод 7 на ИС МН 7490,
първият делител отпада и озна-
чените честоти имат двойио по-
голяма стойност. При /вх = 1 kHz
се получават честотите 200 Hz,
100 Hz, 20 Hz и т. н. Подобии,
делители и броячии вериги се
установяват в нула ло начина
показан на фиг. 4.115 за две
броячни декади с изходи в код
BCD. За целта са използувани
изводите за нулиране съгласио
19 Интегрални схеми
289
OltH шО m
7450
gh*Wfe~r) I.
7^90 I— 7tfO
fy2 JL£fy;sz 2 -fiL
Гр-----——*---------Л
Фиг. 4.115. Две броячни декади с
МН 7490
фиг. 4.112. За да може нулира-
ието да се извърши със сиг-
нал L по общия нулиращ вход /?,
е необходим допълнителен ин-
вертиращ ЛЕ (J D 100). Изхо-
дът иа този ЛЕ се товари с по
един ТТЛ товар за всяка ИС
МН 7490. Както при обикнове-
ните тригери (D 172 и др.) и
тук установяващйте входове /?0
и имат приоритет пред так-
товия вход. Тактовите импулси
остават без резултат, ако на един
от входовете 7?0 или Т?9 има Н.
Това следва и от таблицата на
истинност от фиг. 4.113.
•С ИС МН 7490 също може да
се награди брояч на /п,чийтокое-
фициент на деление т се изби-
ра по желание. За целта е необ-
ходима „разпознавателната" ло-
гика от фиг. 4.116. JIEt и ЛЕЬ
инвертират сигналите за полу-
чаване и а необуодимата поляр-
ност, ЛЕ2 и ЛЕг изграждат нули-
ращия тригер, а ЛЕ* осъществява
„разпознаваието" —фиг. 4.105 и
4.106. Входовете на ЛЕ* трябва
да се свържат с нзходите и а
МН 7490 по такъв начни, че да
се ддргури коефициеитът на де--
ле^^Врг. ИС МН 7490 пред став-
ляНВ'а любителите добър ком-
пр<ЛГОс между простотата и мно-
Фиг. 4.116. Разпознавателна логика и
логика на .скока* за изграждане иа
брояч на т с МН 7490
гообразието при изграждане на
делители на честота от произ-
волен вид (за честоти от 10 до
18 MHz) и за броячни схеми,
например за цифрови електрон-
ни часовннци.
4.6 4.2. D 192 н D 193 —
синхронии броячи „напред/иазад*
Произвежданите в ГДР син-
хронии броячи D 192 и D 193
съдържат по 4 статични JK-три-
гера, конто по начииа на дейст-
вие са подобии на D 172. Освен
това обаче тези ИС притежават
по-богата вътрешна управлява-
ща логика, която им осигурява
по-големи възможности за при-
ложение. ИС D 192 и D 193 се
различават само по възможио-
стите си за броеие. ИС D 192
е двоичен брояч, чийто обхват иа
броене отговаря на пълната таб-
лица на кода BCD от фиг. 4.102.
ИС D 193 има допълнителнн
вътрешни връзки, конто ограии-
чават обхвата на броеие от 0 до
9. Следователно D 193 е десе-
тичен брояч и затова представ-
лява по-голям интерес. ИС D 192
също може да се прилага като
десетичен брояч, ио затова е
нужна допълнителна „разпозна-
вателна" логика с основни ЛЕ, по
290
Режим fipteue налред £хоб 5роене чахд oSe нули- ране запас Фрон mole, на ко* шло изходите Зл^ОлРеагират
бркненопред3) №. Н L н ~\-JT L—^H
Ароене назад $ н L н L—Я
Нулиране J> ж X И X
Запис 3) X X L L
х- без апаче нив LufluH
Фиг. 4.119. Таблица на функциите и по-
лярност на импулсите на входовете за
броене, нулиране и запис на ИС D 192 С
и D 193 С
*) — с приоритет пред осиналите входове;
фронты L-Й установява ® С
) — сигналы от входа за данни се появява
на изхода по нарастпащия фронт
•1 —изходите се превюпочват по
нараствашия фронт иа импулса, за броене
(асинхронен запис) чрез входо-
вете за давни Вхл-?Вхо и вхо-
да за запис — извод 11 на ИС.
Както беше споменато, при иор-
мално броене входът за запис
трябва да бъде свързан към ии-
во Н. Когато той се свърже
към L, входовете за броене се
блокират, а входовете за данни
се активират. Всеки вход за дан-
ни установява „своя“ тригер в
състоянието, съответствуващо
на входната информация, по вът-
решните входове и 5 иа все-
ки тригер. Например, ако вхо-
дът Вхл=Н, това» няма Да се
отрази на състоянието иа броя-
ча, щом входът за запис също
е Н. Когато този вход стаие L,
сигналът от ВхА ще се възприе-
ме и изходът QA ще стане Н.
Ако ВхА=L, изходът QA ще
стане L. Същото важи и за дру-
гите входове за данни. Набра-
ната на входовете за данни ВхА~
BxD комбинация в BCD код
остава без последствия, ако вхо-
дът за запис е Н. Щом този вход
стане L, състоянието на входо-
вете за даини ще се пренесе на
изходите Qa-^-Qd- Изходите Q
следват постоянно състоянието
на входовете за данни, докато
входът за запис остава в L. В
този случай тригерите Тг^Тг^
работят отделно един от друг
като обикновени RS-тригери,
установив ани статично. Входо-
вете за броеие са» блокирани и
не действуват. Така чрез прила-
гане на кратък отрицателен им-
пулс иа входа за запис броячът
уоже да се установи по всяко
време в производно състояиие,
което се определи от информа-
цията на входовете за данин. По
такъв начин се получават раз-
нообразии и интереспи възмож-
ности за приложение.
Таблицата на фиг. 4.119 об-
хвата най-важните функции на
тази броячиа ИС и необходимн-
те за това нива на входните енг-
нали. В последната колонка е
показана полярността иа нмпул-
сите, с конто се постига съот-
ветнирт режим иа работа. Под
„действуващ фронт" се разбира
моментът, в който се превключ-
ват изходите Q. В режим иа
броене действува и пред ният
фроит, но на вътрешните ЛЕ,
чиито изходи не са изведени. Във
всички режими броячът работи
статично и продължнтелността
293
Ш,
Броячни f f ft
6xoSo6e i—Illi
инапрёв 0—J5 J * e 7J
vnxS о—L v
1К
».?fg{»g^WgC
BA~ .
Несоързан!
13-РЬя
'^Нулиране Бр, ^Бр„
-*• или
\Несоързан!
{Нулиране—H
-DJ92C
D193C
Фиг. 4.120. Прннципна
схема на броячни декадн с
D 192 и D 193
на импулсите за броене, за за-
пис и за нулиране може да бъ-
де производна. Все пак, както и
за всички ТТЛ схеми, съществу-
ва изискването продължител-
ността на фроитовете да бъде
по-малка от 1 p.s, в противен
случай могат да възникнат греш-
ки при броепето-. Броячите мо-
гат да се използуват при често-
ти до 25 MHz и всички входо-
ве и изходи имат стаидартните
парамегри иа ТТЛ. За информа-
ция са дадени и времеиата на
преминаване на сигналите през
ИС. Това е закъснението между
момента иа подаване иа входен
сигнал до момента на поява на
реакция на съответния изход.
По-нататък в опростен вид
се дават прнмери за приложе-
ние на тези брояч^. Графиуюто
означение и иомерацията на из-
водите са идентични с показа-
ните иа фиг. 4.117 и 4.118. В
примерите те се привеждат са-
мо дотолкова, кол кото е необ-
ходимо за изясняваие на функ-
ционираието нв схемите. Схеми-
те иа следващите няколко фи-
гури са готови за непосредстве-
иоЛВюоводяване. Неозначените
ф!^Взви коидеизатори (фиг.
1 .2^ва тези ИС трябва да имат
капацитет около 0,1 pF. Най-мал-
ката препоръчителна стойност е
33 nF, освен това конден загори-
те трябва да бъдат керам нчни.
Тези изисквания се налагат от
консумирания ток, който дости-
га максим?лно до 100 mA. Свър-
заните с това вътрешни загуби
на мощиост от около 500 mW
правят входовете, изходите и
захранващите изводи много чув-
ствителни към претоварване. Те-
зи ИС, конто прн работа се за-
гряват забележимо, иямат никак-
ви „топлинни резервн"!
Фиг. 4.120 показва схема на
обикновени броячни декади с
обхват иа броене от 0 до 9 или
от 0 до 15 за всяка ИС. Неиз-
ползуваните входове за данни
се евързват към маса, но могат
да се оставят и неевързани. Вхо-
дът за запне (извод //на ИС)
или ие се Лързва, или за по-
голяма сигурност срещу смуще-
ния се свързва към Н. Нулира-
нето става при отваряие. на бу-
тона за нулиране, който може
да бъде механичен контакт без
защита срещу вибрации.
На фнг. 4.121 е показана схе-
ма на делител иа честота. При
използуване на D 192 се реали-
зира деление на 10, а с D 193—
деление иа 16. Входовете за
дании и ^улиращият вход се
294
KW декодер и индикация
ММ
тв/
5
12 -
13 -
К 11151Ю 9
1'1Д1
1^11151109 П
Зишс\р, Комбинация
*• за запис
Фиг. 4.121-Основна схема на делител
на честота с D 192 н D 193
евързват към маса, а неизпол-
зуваните входове и изходи се
оставят неевързанн.
Входовете за давни предла-
гат едно интересно приложение
на тези ИС като буферни pe-
rn с три—фиг. 4.122. Едно число
в BCD код от изх >дите на про-
изволен брояч се подава на вхо-
довете за данни като комбина-
ция, която трябва да се съхра-
ни (запомни). Изхрдите иа бу-
фера могат да управляват циф-
рова индикация или иякакъв Друг
преобразувател на сигнала. До-
като бутоиът Бу е затворен, вход-
ната комбинация се прехвърля
към изходите и оттам към бло-
ка з*а индикация. (Бутоиът Бу
може да бъде механичен кон-
такт без защита срещу вибра-
ции.) Следователно при затво-
рен Бу ИС може да се разглеж-
да катЬ • система от проводници
от входовете към изходите. Ко-
гато Бу се отвори, в ИС се за-
пазва последната входна комби-
нация и тя се извежда на инди-
кация независимо от промените
по входовете за данни. Н^лира-
нето на буфера и нндикацията
става чрез бутона Б2, но ако
веднага след това Бу се затво-
ри, буферът отиово ще започ-
Фнг. 4.122. Приложение на D 193 като
междииен буфер (памет). За стойностн
до 9 в BCD код D 193 може да се за-
мести с D 192
не да възприема подадената на
входовете за данни информация.
Такива междинни буфери са мно-
го подходящи за блокиране на
индикацията през време на пау-
зите или докато данните са ие-
валиднн както става при теку-
щи измервания, където само
крайиата стойност има значение.
Разходите за подобии схеми че-
сто са много високи за люби-
телски изпълнения.
На фиг. 4.123 е показана вен-
тилна схема, с помощта на коя-
то един и същи такт Т се из-
ползува или за броеие напред,
или за броене назад. Поради ин-
вертирането в ЛЕу и ЛЕ2 так-
тът Т трябва да бъде с поло-
жителиа полярност. Във всеки
момент илн ЛЕу, нли ЛЕ» има
на изхода си Н и свързаният след
него броячен вход иа МН 7490
е в покой. Тактовият импулс
преминава през този ЛЕ, който
има на втория си вход също Н
и оттам постъпва на желания
броячен вход с отрнцателна по-
лярност. Когато ключът Ку е
отворен, иа . хода на ЛЕ3 има Н.
Тактовият импулс ще премине
през ЛЕу и МН 7490 ще брой
295
Фиг. 4.123. Схема за пре-
включване на посоката па
броене за D 192 и D 193
иа входа на броячна ве-
рига
напред. При затваряие на Ki на
входовете на ЛЕ{ и ЛЕ& има L
и МН 7490 брой назад. Клю-
чът Kt трябва да се схваща сим-
волично и може да бъде ТТЛ
сигнал. Ако това е механичен
контакт, той се нуждае от за-
щита срещу вибрации от вида,
описан в т. 4.1.10. Тъй като оп-
роводяваието на преиосите за
броене напред и назад се изпъл-
нява отделно между всеки две
декади, схемата за прев<лючва-
не на посоката на броене е не-
обходима само за първата де-
када. Освеи това на фиг. 4.123
е показано осъществяването иа
операциите запис на даини и иу-
лиране. Записът на данни може
да стане за всяка декада поот-
делно чрез бутонитех62. и
т. н. илн чрез общ бутон за всич-
ки декади. Броячите се нулират
чрез нормалио отворения кон-
такт иа бутона и четвъртия
ЛЕ в ИС D 100 от схемата за
превключване на посоката на
броене.
На фиг. 4.124 е показана схе-
ма, която може да се използува
като делител па честота с кое-
фициент на деление tn или като
брояч със същия коефициент.
Разпознавателната логика от
фиг. 4.103, 4.105 и 4.106 е реа-
лизирана с ЛЕХ. Когато броячът
достигни числото т, на изхода
на ЛЕХ се получава сигнал L.
Той се иивертира в ЛЕ2 и пу-
лира брояча по вход /? (нзвод 14
иа ИС). Подсказан е начинът за
изграждане на брояч от някол-
ко декади. Импулсът за броене
към следващата декада вече не
може да се вземе от изхода
„преиос", понеже декадата не
достига крайното си състояние.
За целта се използува отрица-
телиаят импулс от изхода иа ЛЕХ.
Чрез вторите входове на ЛЕ мо-
гат да се нулират едновременно
всички стъпала. Когато тази схе-
5 &
It
Р. _ । Фнг. 4,124. Брояч на т
за броене напред нли де-
лител на т с D 192 или
О 193 JK, .. -i .
296
Фиг, 4.125. С вомощта иа
проста разпознавателиа
логика D 193 С също но-
же да се използува като
десетичен брояч напред
ма се използува като делител
на честота, изходната честота
(т пъти no-ниска от входната)
се взема съшо от изхода на ЛЕг.
Обикновено това са много крат-
ки отрицателии импулси. Про-
дължителността им е равна иа
времето на превключване (закъс-
нение) на ИС, което е най-мно-
го 40 ns. Затова може да се на-
ложи удължаваие на импулсите
с моновибратор, изпълнен по
схемата от фиг. 4.5. Разпозиа-
вателната логика от фиг. 4.124
има смисъл за любителя тогава,
когато той има нужда от десе-
тичен брояч, а разно л аг а само
с D 193. Както показва фнг. 4.125,
тази логика трябва да бъде из-
пълиеиа с външни връзки и да
осигури режим на броене до 10.
Съгласно фиг. 4.102 и 4.105 при
тп = 10 на изходите и QD за
първи път се получава едновре-
менно Н. Именно тези изходи
са евързаии към дешифратора.
Състояннето „10* сепоявявана
изходите на брояча за ияколко
ианосекунди, след което броя-
чът се нулира. Нулиращият им-
пулс (иа фиг. 4.125 е показан
само за 2 декади) е одновремен-
но броячен за следващата дека-
да. С една допълнителна ИС
D 100 за всеки две декадн ИС
D 193 може да брой десетичяо
иапред. Така на любителнте се
предлага едно алтериативно ре-
шение за схеми, конто в ориги-
нала са изградени с D 192. По
подобен прост начин D 193 мо-
же да брой десетично назад. За
целта броячът, който нормално
от „0“ минава към „15“, тряб-
ва да разпознае състояннето
„15“ и веднага след това да за-
реди „9“ (да скочи към състоя-
ние „9“). В това приложение
иулиращият вход не се изпол-
зува. Както показва фиг. 4.126,
Фиг. 4.126. Разпознавател-
на логика и логика ва
.скока* за десетично брое-
не назад с D 193 С
297
СрояченймЯ
напрей тг
(назад)
Изход за
пренос
Ijp-D192wiuD193
ЛЛ-ШЮ
★ (Jl(9-V2Df20)
Фиг. 127. Нецикличен броич с D 192
или D 193, който след достигане на
крайното си състояиие остава блокиран
в този случай се използуват вхо-
довете за данни и входът за
запис. На входовете за данни
чрез постоянно опроводяваие се
дава комбииацията HLLH=9. Ко-
гато на входа за запис се пода-
де сигнал L, броячът със скок
преминава в състояиие „9“. Из-
ходната комбинация, която тряб-
ва да се разпознае, е НННН =
= 15. Когато в режим „назад"
броячът премине от „0“ към
„15", изходът на ЛЕГ става L
и активира входа за запис. Съ-
държанието на брояча става „9".
Импулсът на изхода на ЛЕА е
броячеи за следващата декада.
По понятии причини сега изхо-
дите за пренос ие могат се
използуват. При появата иа „9“
на изходите QA^-QD изходът на
ЛЕ1 отново става Н, така че
ненужного състояиие „15“ стой
на изходите не повече от 40 ns.
Прн броене назад може да се
реализира произволен коефици-
ент т, като на входовете за дан-
ни се подаде подходящата комби-
нация от таблицата на фиг. 4.102.
Коефициеитът т зависи от връз-
ките към входовете за данни,
докато свързването иа ЛЕХ оста-
вц^г. аги едно и също. Ако на
р^^Ъто на D 100 се използува
rRWo, и при броеие назад е
достатъчна само една допълни-
телна ИС към всеки две декади.
Следващите няколко примера
поясняват многообразие™ на те-
зи броячни ИС. На фиг. 4.127 е
показана схемата на нецикличен
брояч. Обикновеио D 192 и D 193
работят циклично, т. е. вннагн
след крайното състояиие („9“
или „15“) идва „0“ и т. и. Не-
цикличните броячи правят един
цнкъл и при достигане на край-
иото състояиие спират. След то-
зи момент броячните тактове
остават без последствия. Ако
нецикличният брояч трябва да
сцре в крайното си състояиие
(„9“ за D 192 и „15“ за D 193),
са достатъчни само ЛЕГ и ЛЕг.
Изходът за пренос нормално е
в Н, ЛЕХ е разрешен и брояч-
ните тактове премниават към
входа за броене. Когато се до-
стигне крайното състояиие, на-
растващият фронт на следващия
броячен импулс се появява вед-
нага на изхода за пренос като
преход от Н към L. Изходът на
ЛЕУ става Н и това състояиие
не се променя. Броячът остава
в крайното сн състоянне с L на
изхода за пренос, докато ие бъ-
де нулиран. Нецикличен режим
е възможеи също при броене
назад, само че сега се използу-
ват входът и изходът за броене
назад — изводи 4 и 13 на ИС.
За реализиране на нецикличен
брояч на т е необходим де-
шнфраторът ЛЕ3, показан иа фи-
гу рата с прекъсната линия.' Прин-
ципът иа блокиране на входния
броячен импулс е същият, само
че блокиращият импулс се взе-
ма от изхода иа дешифратора
ЛЕ3, а ие от изхода за пренос
на брояча. Когато се достигне
числото т, което е подадеио па
298
входовете на ЛЕ& изходът му
става L и блокира ЛЕ2 за след-
ващия броячен импулс. Връзка-
та от изхода за пренос към вхо-
да на ЛЕг отпада.
Този принцип е развит в схе-
маъа от фиг. 4.128. Когато клю-
чът К е затворен, дешифратор-
ната логика е блокирана и броя-
чът работи циклично в пълиия
си обхват иа броеие. При отва_
ряне на К дешифраторът се де
блокира и броячът спира при"
достигане на числото т, кодът
на което е набран на входове-
те на ЛЕ3.
|^На фнг. 4.129 е показана въз-
можност за редуващо се брое-
не напред и назад. С ИС D 192
схемата брой 0, 1, 2,...8, 9, О,
9, 8,..., 2, 1,0, 1, и т. н. С ИС
D 193 схемата брой по същия
иачнн между 0 и 15. Понякога
целият обхват иа броене не е
необходим, а трябва да се брон
между 0 и някакво число т. То-
гава на входовете иа дешифра-
тора ЛЕЬ се подава числото т
съгласно схемите от фиг. 4.105
и 4.106. Вентилната схема с ЛЕг
и ЛЕч (фиг. 4.123) превключва
посоката на броене. Нейното
състоянне се определи от RS-
тригера ЛЕ3—ЛЕ^. При „0“ той
се управлява от сигнала L на
изхода на ЛЕ$, а при крайното
състояиие — от изхода на де-
шифратора ЛЕ*.
Фиг. 4.128. Нецикличен’брояч на т
Броячен вход |
напред s бр <
(назад) р W
Bp-D19Zt D1S3
Л1ъЛ£ъЛЬ,ЛЬ-
ЛЬ-УгМО
Фиг. 4.129. Редувашо се броене напред-
назад със собствеио превключване на
посоката на броене (редувашо се брое-
не до т). Брояч'ът извършва никли
между .0* и числото. кодът на което
е подаден към входовете на ЛЕ$
Накрая един пример за „пре-
скачащ“ брояч със скъсен об-
хват на броене. Подобии броячи
са нужни например за генери-
ране иа други кодове. Те броят
от 0 до т, преминават със скок
към числото п и след това бро-
ят нормалио до края на обхва-
та си. Схемата на такъв брояч
е дадеиа на фиг. 4.130. На вхо-
довете на дешифратора Л£4 се
подава изходната комбинация,
Фиг. 4.130. „Прескачащ" брояч със скъ-
сен обхват (цикъл) на броене. От чис-
лото т броячът скача към числото п
299
отговаряща на числото т. При
достигане на това число изхо-
дът на ЛЕ± става L и изходът
иа ЛЕХ от RS-тригера ЛЕХ—ЛЕг
също се превключва в L. Този
сигнал активира входа за запис
(извод 77). На входовете за дан-
ни е подадено числото п в BCD
код съгласно таблицата от
фиг. 4.102. Така при достигане
наjn броячът скача към п и след
това продължава да брой нор-
мално. За да стане това, нараст-
ващият фроит на следващия
броячен такт отноИо преобръ-
ща RS-тригера и на изхода на
ЛЕХ се получава Н. Входовете
за данни се блокират, а режи-
мът иа броене се разрешена. Тъй
като между броячните тактове
може да има дълги паузи, при
иулирането иа брояча чрез бу-
тона Бх трябва да се нулира и
RS-тригерът. В противен случай
тригерът бн могьл постоянно
Да актнвира входа за запис, при
което е невъзможно да се за-
пази иулираното състоянне.
4.6.5. Уинверсални честото мери
и импулсни броячи
4.6.5.1. Задачи и методи
на иамерване
Наред с осцилоскопнте към
универе ал ните измервателни уст-
ройства с па дат и честотомерите.
Налредналите любители могат
да ги реадизират с ИС при при-
емливи разходи. Изграждането
им, начннът на действие и въз-
можиостнте за приложение се
дават в [58] и в споменатите в
та и^очка други литературни
из^Иици. По-нататък се опис-
ва1^^делните блокове на таки-
300
ва устройства, изградени кол-
кото е възможио по-универсал-
ио. Любителнте могат да ги
опростяват или да ги доразвиват
според коикретните изисквания.
Захранването от мрежата може
да стаие със схемите от фиг. 2.8,
2.30 и др. В началото ще бъ-
дат разгледани възможните ме-
тоди за измерваие и основните
блокове на един честотомер.
На фнг. 4.131 са показаня ос-
новните функционални блокове
на честотомера. Един генератор
на еталонна честота (кварцов
осцилатор) 1 MHz изработва ма-
щаба (мярката) за време за всич-
ки измервателни операции. В то-
зи случай най-малкото време,
което може да се отчете, е 1 p-s.
Чрез деление 106:1 еталонната
честота /е се намалява до 1 Hz.
По-нататък в описваното уст-
ройство има 6-разреден брояч
на импулси, съставен от брен-
чите Бр} 4-Бр&. Изходните числа
в BCD код се подават към де-
кодери, конто преобразуват то-
зи код в подходящи сигнали за
блок индикация. Любителят сам
трябва Г.а прецени дали да из-
гради иидикацнята с цифрови
иидикаторни лампн и съответ-
ните декодиращи схеми или със
седемсегмеитни инднкаторни
елемеити. Ако разработката се
съобразява с днешното ниво иа
техниката, трябва да се предпо-
чете по-подходящото от схем на
и експлоатационна гледна точка
и по-модерно решение със се-
демсегментни индикацноини еле
менти. За това обаче са необ-
ходими както самите елементи
(VQB 71), така и съответните
декодери D 146 и D 147. В то-
зи случай мрежовият блок се
BCDusxodu .
WKz г--------
ч
импулс JL
H * *41 IrA
Шин'^ну^ирак__________________
L Ер°ячни декада и индикатор/^
'Vtetfmuxtta схема.
Фиг. 4.131. Цифров чесяотомер — обзор-
но представяне на функционалннте бло-
кове за режима на броене иа единични
импулси
опростява — има еймо едно ва-
хранващо напрежение 4-5 V.
Входното напрежение за измер-
ване 77вх (фиг. 4.131) се подава
на входен блок, съдържащ фор-
мировател иа импулси. Целта е
на входното напрежение да се
осигурят необходимите пара-
метри (нива и фронтоне) според
изискванията на ТТЛ. £/Вх пре-
минава през една вентилна схе-
ма и попа да на входа на броя-
ча. Управляващата логика из-
дана сигнали към брояча и вен-
тилната схема. В зависимост от
вида иа измерването управлява-
щата логика осигурява правил-
ния ход на операциите. Проце-
сът на измерване започва авто-
матично, като се стартира чрез
управляващата логика при по-
стъпване на входно напрежение
или при задействуване на буто-
на „старт". След измерването
индикацията може да се изчи-
сти чрез бутона „нулираие", при
което всички функционални гру-
пп се привеждат в изходно съ-
стояние. В зависимост от под-
реждаието на отделяйте фуик-
циоиалии блокове могат да се ре-
шат различии задачи. Фиг. 4.131
показва реализирането на осиов-
ната функция — броеие на еди-
нични импулси. За тази функция
генераторът н делителят на че-
стота не са иужни. Когато веи-
тилната схема е отворена, все-
ки импулс, постъпващ на входа
£7ВХ (например от затваряне на
контакт, от пресйчане на свет-
линна бариера и др.), ще се от-
броява отделно. За контрол на
вътрешиите функции на цялото
устройство може да се изпол-
з^ва тактът с честота 1 Hz. По-
даден към брояча, той ще уве-
личава показанията на индика-
цията с единица всяка секунда,
респ. при броене назад ще на-
малява показанията. Смяната иа
посоката на броене се команду-
ва също от блока за управле-
ние. Схемата от фиг. 4.131 ва-
жи също и за режима на измер-
ване „поединично отброяване на
импулси". Максима лната скорост
на броене зависи не само от до-
пустимите работии честоти на
броячнте, вентилната схема и
формирователя на входии им-
пулси, но предн всичко от гриж-
ливата наработка на устройст-
во™. Максималната честота иад-
хвърля 5 MHz, което съответ-
ствува иа 5.106 импулса за се-
кунда.
За любителнте най-важният
301
Фиг. 4.132. Фуикционалиа блокова схе-
ма на цифровия честотомер за режи-
ма , измерване на честота"
вид измерване е цифрового из-
мерваие на честота. Трептения-
та с неизвестна честота fx се от-
брояват за точно определено
време — 0,1 или 1 S. Принцип-
ната схема е дадена на фиг. 4.132.
Преди иачалото иа измерваието
индикацията се иулира, при кое-
то управляващата логика, задей-
ствувана по нулиращия вход,
установява всяко стъпало на
делителя 10е: 1 в състояние „9“,
а не го нулира. Освен това уп-
равляващата логика блокира вен-
тилната схема, за да не може
fx да премине1 към входа на
брояча. Когато се натисне бу-
тонът „стартуправляващата ло-
гика първо разрешава работата
на делителя. Тъй като всички
стъпала са в състояние „9“, на
един от изходите 10 Hz или
1 Hz (според избраното чрез
ключа Kl време на измерване —
в случая 1 Hz) веднага се полу-
чава вмпулс. Този пръв импулс
преминава през Ki към управ-
лшищата логика и отваря (раз-
Е^Ъва) вевтилната схема. Сега
<нията от входа fx се по-
дава г на входа на брояча, кой-
то ги изброява един по един.
Точно след една секунда през
постъпва следващият такт
1 Hz, който веднага затваря
вентилиата схема. Така вентил-
вата схема стой отворена 1 s
(с точността на кварцовия гене-
ратор). Отброените за това вре-
ме трептения се изброяват от
индикацията и дават иепосред-
ствено стойността иа честотата
в Hz. За по-големи честоти или
когато шестте разреда на инди-
кацията не са нужии, времето
на измерване се иамалява на
0,1 s, при което чрез към
управляващата логика се пода-
ва импулс с честота 10 Hz. То-
гава индицираният резултат
трябва да се умножи по 10.
След отчнтаие на резултата ус-
тройството се нулнра ръчио и
е готово за ново измерване.
Многократного повторение на
едно измерване за дълъг пери-
од от вреМе, например при иа-
стройката на един осцилоскоп, е
съпроводено с неудобий и от-
немащи време ръчни манипула-
ции. Те могат да сё изпълняват
от допълнителеи блок, наречен
повторнтел — на фиг. 4.132 той
е показан с прекъсната линия.
Повторнтелят задържа индици-
рания резултат производно из-
брано време в рамките от 0,5
до 30 s, след което извършва
автоматично нулиране и вед-
нага дава старт за ново измер-
ване.
Методът от фиг. 4.132 е
твърде-неточен за ниски често-
ти. Например мрежовата често-
та 50 Hz ще даде резултат
000050 при време за измерване
1 S и 000005 при 0,1 s. Тъй ка-
то последният разред може да
302
Делител за f-
^tr г‘Вентилната
, [схема еблоки-
_Г7| paua
^ДпраВлябащА
J логика |
Бутон X —
__нулиранеЧ I
MioSmo- 1 х !
[рител f*"
Фиг. 4.133. Функционална блокова схе-
ма на цифровия чесготомер за реисими
«измерване на време, период и съот-
ношенне на две честоти*
дава грешка ±1, действнтел-
ната стойност е между 49 и
51 Hz, т. е. даже при време за
измерване 1 s резултатът ще
бъде много неточен. Затова при
ниски честоти се използува об-
ратният метод — измерване на
продължителността на периода.
Прииципът е даден на фиг. 4.133.
Мярката за време и тук се да-
ва от кварцов генератор. Време-
ната, съответствуващи на озиа-
чените честоти, а именно 1 ps,
1 ms и 1 s, се избират чрез
ключа Избраната за единица
мярка еталонна честота /е по-
стъпва към брояча през вентил-
ната схема. Управляващата ло-
гика оставя вентилната схема
отворена точно колкото е про-
дължителността на един период
на нензвестйата честота fx на
измерваното напреженне 0вх. За
целта управляващата логика
трябва да определи момента, в
който премииава през нула-
та. След като нзмерването се
стартира, първото преминаваие
ЦзмерВане Lj I__I L_
на период ' ц г г! ]
Старт Стоп Вентилната
схема остава
блокирана
на t/BX през иулата в положи-
телиа посока (от „—“ към „ + “)
отваря вентилната схема. При
следващото преминаваие в съ-
щата посока, т. е. точно след
един период на t/BX, вентилната
схема се затваря и остава зат-
ворена до нулирането иа инди-
кацията. Броят на преминалите
през вентилната схема импулси
с точно определен период е не-
посредствена мярка за периода
Т на f7BX. Честотата /х може
, 1
лесно да се пресметне fx =
За примера с мрежовата често-
та 50 Hz и период 20 ms обик-
новено с К\ се избири еталон-
на честота 1 MHz с период 1 ps.
Индикацията ще покаже 020000,
т. е. резултатът сега е 5-разре-
ден и се отчита със съответиата
точност. След индициране на
резултата устройството се нули-
ра и отново се стартира, като и
тук (при измерване на периоди)
повторителят може да поеме то-
ва управление.
Със схемата от фиг. 4.133
могат да се извършват и други
видове измервания — например
обвкновено измерване на време.
303
За тази цел вентилната схема
се държн отворена само дока-
то на входа се подава 67вх. Еди-
иицата мярка в този режим се
задава чрез К* Ако се по-
дава ръчно чрез превключвател,
устройството работи като хро-
нометър. На практика времето,
което трябва да бъде измере-
но, се преобразува във входеи
сигнал с подходяща форма и
параметри. Такъв е случаят на-
пример с обекти, чието придвиж-
ване се’ контролира чрез свет-
линиа бариера. Често в режим
„измерване на време* се иалага
да се вземат допълнителнн мер-
ки за гарантиране на правилна
индикация. Такъв е случаят, ко-
гато се измерва времетраенето
на процеси, повтарящи се на
кратки инъервали — например
когато трябва да се измери вре-
мето иа светене на един мнгач.
Ако измерването става по опи-
сания дотук начин, следващият
стартов импулс иа входа
ще отвори вентилната схема,
преди старата стойност да бъ-
де отчетеяа по индикацията, и
новата стойност ще се прнбави
към старата. Подобно иатрупва-
що измерване на време поняко-
га е необходимо, но обикнове-
но то не е желателно. Тогава
се използува измерване на еди-
нично време с повтаряща се
блокировка. Управляващата ло-
гика трябва да осигури такъв
режим, при който след едно-
кратно отваряне и затваряне
вентилната схема остава затво-
рена (блокнраиа) и не може да
се отвори повече от £/вх. Ново-
таЛЬмерваие може да се стар-
т^Исдмо чрез ръчно нулиране.
^Яата вида измерване са она-
304
гледени с опростените време
диаграми на фиг. 4.133. За из-
мерване на време вентилната
схема се отваря само през вре-
ме на първия импулс на UB„
както е показано с удебелени
линии. За измерване на период
е задължително да се обхване
и втората полувълна (паузата
иа импулса) иа измерваната чес-
тота fx, защото само в такъв
случай измерването на сигнали
с несиметрична форма ще да-
даде истин ската стойност. Веи-
тилиата схема остава отворена
през времето Т и след изтнча-
не на един период се блокира.
И в двата случая критерия! за
стартиране е преходът от L
към Н.
Схемата на фиг. 4.133 позво-
лява и непосредствеио сравне-
ние ‘на две честоти в режим
„измерване иа съотношеиие на
честоти*'. В този режим през
се подава втората честота f2-
За устройството това е външ-
на честота, коятл през вентил-
ната схема попала на входа на
брояча. Времето, през което вен-
тилната схема стой отворена,
се задава от /,. По-високата от
двете честоти винаги трябва да
се подава на входа /2. Ако на-
пример /,=350 Hz, а /2 =
=700 kHz, за времето на един
период иа /, през вентилната
схема към брояча могат да пре-
мииават*2000 импулса иа /,. То-
ва число, изобразено на индика-
цията, дава непосредствеио от-
ношениетона двете честоти: /2:
j\ = 2000:1. Този метод осигу-
рява извънредио точно измерва-
не иа честотни соотношения с
голяма стойност. Имевно в то-
ва е предимството на цифрова-
/
та техника. Например с такова
измерване може да се провери
правилното функциоииране на
едиа верига от делители с го-
лям коефнциент иа деление.
Входната честота за деление
се подава като /2, а изходна-
та — като Д. Индицираният ре-
зултат трябва да съответствува
точно на коефициеита на деле-
ние на цялата верига от дели-
тели.
। Към самия брояч на устрой-
ството вмз един допълиителен
блок, който дешифрира състоя-
иието „препълваие на брояча“
и го преобразува в подходящ вид.
Този блок се задсйствува, кога-
то се надхвърли състояиието
999999. По избор на ползува-
щия устройството броенето над
това състоянне може да се сиг-
нализира или броячът да се
спре в крайното си състоянне
(блокировка при препълване).
Тема на следващите точки е
схемотехниката на всички раз-
гледанн дотук функции. За по-
добра лрегледност схемите са
разпределени иа групи по функ-
ции. При изграждането на ус-
тройство функционалните групи
се комбинират чрез връзки меж-
ду да дените на схемите при-
съединителни точки. Обзорът
на общата (сумариата) функция
на прибора и взаимодействието
на отде/.ните блокове се облек-
чава от схемите на фнг. 4.131,
4.132 и 4.133. Във всичкн бло-
кове са използуваии принципа
иа свързване, разгледани вече в
предходиите точки, а декодира-
щите и индикаторните блокове
се опнсват в т. 4.7. Опитното
устройство иа автора е съста-
веио от описаните по-нататък
блокове, а за декодер и инди-
кация са изнолзувани методите
от т. 4.7.2.3 — индикаторн .VQB
71 и декодер D 147. В устрой-
ството бяха използуваии описа-
ннте в т. 4.6.5.6 и 4.6.7.3 до-
пълнителни възможиости, а мон-
тажът беше изпълнен на уни-
версалия платки с обикновено
опроводяваие.
4.6.5.2. Броячни деквдн
Броячните декади на цифро-*
вия честотомер се свързват по
схемата на фиг. 4.134. Изпол-
зувани са 6 десетични брояча
D 192 С. На фигурата те са на-
реденн в обичайния за схемите
ред — снгналът преминава от-
ляво надясно. Естествено, про-
странственото съответствие към
блока за индикация е обратио-
то. За, пълиоцеино изпелзуване
на брояча е предвидена възмож-
ността за асинхронно установя-
ване на декадите чрез входове-
те за данни и входа за запис.
За целта е използуван един га-
летеи превключвател (стъпков
избирач) с четири десетпози-
ционни галети са свърза-
ни‘механично). По такъв начин
разходите са малки, а освен то-
ва и габаритите на лицевата пло-
ча могат да бъдат малки. По-,
зициите на превключвателн са
означен и десетично. Комбина-
цията в BCD код, съответству-
ваща на десетичното число на
избраната позиция, се получава
чрез подходя що свързване иа
контактите на към Н
или L, респ. маса. Нивото Н се
осигурява от +UCC през един
общ резистор със съпротивле-
ние 1 kQ. По такъв начин за
20 Ивтегрални схемн
305
Фиг. 4.134. Схема на броичните декади
на цнфровия честотомер
всяка позиция иа галетния пре-
включвател към входовете за
даини BxA^-BxD се подава BCD
кодът на десетичното число.
Всяка броячна декада има свой
бутон за запис. В опитиия об-
разец това бяха микропревключ-
вателн, монтирани непосред-
ствено под съответния елемент
на индикацията. При натискаие
на микропревключвателя в де-
кадата се запнсва числото, на-
брано с галетния превключвател.
Така с един салетен превключ-
вател се нзвършва последова-
телен запис на желаните стой-
ности в декадите. Изходите за
пренос (изводи 12 и 13) на пос-
следната декада се използуват
като сигнал за препълваие и се
включват към управляващата
логика (фиг. 4.137). От управ-
ляващата логика се получават
сигналите за броене, за посока
на броенето (ЛЕУ, ЛЕ-Л) и им-
пмжът за нулираие, който се
i^Baipa от общото нзчистване
(^К»ране). Използуването на
втория вход на ЛЕ^ (Т?2), пока-
зан с прекъсната линия, се па-
лата за осъществяване на иу-
лнране на брояча отделно от
останалите функционални групи,
конто обнкновено се нулират по
сигнала за общо изчистваие (ну-
лиране). Отделно нулираие иа
брояча е необходимо при изпол-
зуване на описания по-нататък
програмен декодер.
Галетният превключвател и
бутоиите за запис ие са задъл-
жителни. На фиг.'XI 34 е пока-
зано свързването на изводите
за числото 5, останалите изво-
ди иа галетния превключвател
не са показани за по-добра пре-
гледност. Ако галетиият пре-
включвател има повече от 10 по-
зиции, съществува едиа възмож-
ност за развитие иа схемата.
При избира не иа XI позиция
четирнте входа за данни на ед-
на декада се извеждат иа кле-
ми. Към тях могат да се вклю-
чат външни сигнали в BCD код,
представящи 1 разред. Чрез бу-
тона за запис тези сигнали
ще се заредят в брояча и ще
излязат на индикация. След из-
ходите на брояча QA 4- QD са
свързани декодерът и бло-
306
кът за индикация, описаин в
т. 4.7. Ако разходите са оправ-
дани, броячът може да се из-
пълии за повече разреди (обик-
новено индикацията има 8 раз-
реда) без проблеми.
4.6.5 3. Генератор на еталониа
честога н делител на еталониа
Честота
f
Пълната схема на кварцовия
осцилатор и делителя на еталои-
иа честота е дадеиа на фиг. 4.135.
Кварцовнят осцилатор е излъл-
иен по схемата от фиг. 4.12 а,
т. 4.1.3.4. Осцнлаторът може да
се блокира чрез ключа Л}2, кой-
то забраиява ЛЕи но одновре-
менно разрешава ЛЕ2. В това
положение иа К/2 схемата мо-
же да се използува за измерва-
ие на съотношение на честотн,
като вместо честотата на осци-
латора към делителя се подава
външиа честота от входа /2.
Този вход е защитен срещу пре-
напрежения. Ключът Кг трябва
да бъде в положение „1MHz",
за да осигури подаваието на
/2 към управляващата логика.
Входният сигнал с честота /2
се формира От тригера ЛЕ2 —
ЛЕз и от ЛЕ^. При нормална
работа н? кварцовия генератор
с Ку се избира мярката за вре-
ме— 1 ps, 1 ms или 1 s, респ.
1 MHz, Y kHz или 1 Hz, за из-
мерване на периоди и време.
Тези честотн се вземат от под-
ходящи точки на веригата де-
лители. Освен това отделно от
подаваните чрез Ki честоти
към управляващата логика по-
стоянно постъпват честотите
1 Hz и 10 Hz, необходими за ре-
жима „измерване на честота".
-VXTIXI/-
оипйгтушуойиКмчу
Фиг. 4.135. Кварцов осцилатор и дели-
тел иа егалониата честота в цифровия
честотомер
Д Д^—SAY 32; Дм^ДеЛд — 6XMH7490;
Гг*—D 172; ЛЕ^ЛЕ^. 2xD 100;
G^-WQA 12
307
Те са свързаии към първите две
галети иа превключвателя за из-
бор иа режим (КР1 и КР,)—
фиг. 4.137. /<р6 иа фнг. 4.135 е
петата галета на този превключ-
вател (фиг. 4.138), който има
всичко 6 галети. Най-подходя-
щи за делители са ИС МН 7490.
В краен случай могат да се из-
ползуват и други десетични де-
лители (D 172 или управлява-
ни по фронт RS-тригери с D
100), но тогава разходите на
ИС се увеличават значително.
Трелтенията с честота 1 MHz
от кварцовия осцилатор могат
да се блокират чрез ЛЕ^ и по
такъв иачин да се изключи ета-
лониата честота /е. Това става,
когато Тг2 е в състояние Q=
=L. Всъщиост Тг2 фуикционал-
но спада към управляващата ло-
гика, но за прегледност е даден
и към фиг. 4.135. Тъй като ну-
лираието иа прибора става с L
по шина „общо иулиране“, 7'г?
се нулира, /е се изключва, а през
ЛЕ5 всички декади се нулират.
В началото на всяко измерване
управляващата логика издав а
кратък положителен импулс Т
към Гг2, който се преобръща,
като разрешава работата на дели-
телите и преминаването иа/е през
ЛЕ±. Състоянието „наличие иа
/е “ се индицира непосредствено
със светодиода СД2» свързан
към изход Q на Тг2.
/<рб изпълннва специални фун-
кции. Те се поясияват при функ-
циоиалното описание иа управ-
ляващата логика. В режим „по-
динично отброяваие на импул-
ес^^— позиция’ 1 иа режимиия
п^Ж.ночвател —/е не е нуж-
и^Ж тази позиция /СрБ подава
L към едни вход J на Гг2, така
че тригерът ие може да се пре-
обърне по тактов вход. В пози-
ции 2, 7, 8, 9, 10 /Ср5 блокира
ЛЕ& Идващият в началото иа
измерването такт Т разрешава
кратковременно ЛЕ&, прн което
изходът на ЛЕ5 става Н за съ-
щото време. Независимо от пре-
дишното състояние на декади-
те при Н иа изхода на ЛЕ& всич-
ки декади се нулират. По зад-
иия фронт на Т тригер се
установява в състояние Q=H, а
на шина /?0 за всички дека ди
отново има L. Делителите за-
почват работа и първият такт
1 Hz се получава на изхода на
шестата декада точно една се-
кунда след началото на измер-
t ването по спадащия фронт на Т,
Изключение прави измерването
на честота, за което са предви-
деии позициите 3+6 на АГр5. То
е възможио само ако дели-
телите могат да бъдат устано-
вявани в състояние „9“. Първият
такт 1 Hz (или 10 Hz) иа из-
хода на шестата (летала) дека-
да е този, който отваря вен-
тилиата схема и стартира из-
мерването. При нулирани дели-
тели истинското измерване ще
започне 1s след стартирането
(или 0,1 s). За да се избегне то-
ва „мъртво" време и за да се
работи иепрекъснато, при тези
4 позиции на режима „измерен-
ие иа честота" делителите ие се
иулират, а се установяват в „9".
Поставен иа позиции 3+6, Кр5
блокира ЛЕ6 и разрешава ЛЕ8.
Нивото Н иа стартовия импулс
Т по шииа /?9 установява всич-
ки делители в „9“. По спадащия
фронт иа Т тригер 7г2 се пре-
обръща и стартира измерването.
Първият преминал през ЛЕЛ им-
308
пуле (най-късно 1 ps след Т)
превключва първата декада от
„9“ в „0“, преносът превключ-
ва следващата и т. н. Всички
стъпала се нулират. По този на-
чин ведиага без забележимо за-
бавяне, на изходите на петата и
шестата декада се появява пър-
вият импулс, който одновремен-
но отваря и вентилната схема.
Понеже такъв режим е непод-
ходящ за други измерваиия (на-
пример при цзмерване иа време
първият такт трябва да се поя-
ви 1 s след началото на измер-
ването), иулнрането, респ. уста-
новяването иа декадите, трябва
да става по различен начни за
разлйчннте режими. То се иэби-
ра чрез Кр5 и JlE5~JlE8t а
окончателйото изходно състоя-
ние на делителите се определи
от тактовия импулс Т в момен-
та на старта.
4.6.5Л. Подготовка
на входните импулси.
Входове за измерване
На фиг. 4.136 е показана схе-
ма на измервателните входове.
Според конкретните изискваяия
към устройството любителите
могат да направят някои опрд-
стявания. Обаче именно много-
образието иа входовете е важно
за любителите. Те биха искали
да използуват устройството уни-
версално, поиеже за тях то е
твърде скъпо. В това отноше-
ние! опитният му образец се оказа
добър компромис. Устройството
разполага със 7 входа за различ-
ии цели. Не се налага специал-
ио превключване между входо-
вете.
Компараториият вход Вхг е
универсален и може да се из-
ползува дори като измервателен
предусилвател на малки входии
иапрежения. Към Bxt е свързан
операциоиният усилвател ОУ от
тип А НО. В сравнение с обик-
новените транзисторни уеялва-
тели той има зиачителии предпм-
ства. ОУ А 110 е създаден имен-
но за подобии схеми с ТТЛ ИС.
Обаче за него са иеобходими 2
напрежения----1-6 V и —12 V
(фиг. 2-22), конто трябва да се
предвидят в захранването на
устройството. Консумацията на
А 110 е най-много 10 mA. В при-
ложения като показаното А 110
може да се използува за често-
ти до 10 MHz. Необходимого
мннимално входно напреженне
на един от входовете Вхх спрямо
маса е иай-много 50 mV. Входове-
те Вхх и Вх2 издържат на пре-
напрежеиия до ±30 V, а за’ по-
кратко от 1s—до ±100 V. Към
тях» могат да се подават сн-
метрични („ ± “ и „—“ на Вх^}
и несиметрични сигиали. Входът
„ ± “ обработва положителен
спрямо маса сигнал, а входът
„—и— отрицателен. Следовател-
но от всички обикновени траи-
зисторни схеми с положително
или отрицатели о захранващо на-
прежение може да премнне към
тези входове. Симетричновключ-
ваие е възможно и за НЧ боби-
ии за връзка. Чувствителността
на тези входове за много случаи
е твърде голяма (например, ко-
гато входният сигнал постъпва
със смущения, шумове и др.).
Тя може да се намали чрез въ-
веждане иа пусков праг, който
се избира (настройва) с потен-
циометъра Bi в границите от
—5V до ±5 V. Приложеният
309
сигнал ще предизвика реакция
само ако излезе извън граници-
те на избрания пусков праг. ОУ
А НО сравнява напреженията
на двата си входа „ + * н „—“
с голяма точиост, а на изхода
(извод 9) се получава ТТЛ сиг-
нал. Тази ИС съответствува на
международния стандартен тип
710, който има достатъчно ек-
вивалеити в с'граните на СИВ.
Корпусът й е DIL с 14 извода
както например на ИС D 100.
Аналоговите ИС, ОУ и тяхиото
приложение не се разглеждат
подробно в тазн книга, затова
на фнг. 4.136 са дадени само но-
мерата на изводите на А ИО.
Неизползуваннте изводи се оста-
вят несвързани. На входни снг-
нали с показаната полярност
А 110 реагира с L на изхода си.
Пасивното състояиие иа изхода
е Н. В изходно състояиие7 чрез
плъзгача на трябва да се
снема напрежение, близко до
+UCC, защото при отсъствие на
входен сигнал отрицателното на-
преженне при неподходящ© по-
ложение на плъзгача ще симу-
лнра лъжлив входен сигнал. Сиг-
налът от Вхг постъпва на вхо-
да на ЛЕ7 като L. Всъщност
това важи за сигналите от всич-
ки останали входове.
Входът Вх2 е определен спе-
циално за свързване на промен-
ливи съпротивлеНия —хроторе-
зистори, фототравзистори, фото-
диоди или внсокоомни контакти
от всякакъв вид. Те се свърз-
ват директно към изводите на
Вх.2, означени с „ + “ и i “.
Към тези изводи се подават на-
пример сигналите от светлннна
бариера, която контролнра ско-
ростта на въртене. Високоомнн-
те източиицн на сигнал с поло-
жителна полярност и стойност,
по-голяма от 0,8 V, се свързват
Директно към извода
Този нзвод консумира входен
ток само около 1р. А н може да
се претоварва до +300 V. Ко-
гато на Вх2 се подаде Н, Г2
се отпушва и на съответния
вход на ЛЕ7 се получава L. Сиг-
налите Зот MOS ИС се подават
на 5х3. Той се задействува при
около —5 V н прн входно съ-
противленне, по-голямо от 22 MS,
допуска претоварване до ±250 V.
Вх^ е предназначен за снгна-
ли от механични контакти и сиг-
нали с ниска честота—до 200 Hz.
Двата интегратора на Мнлер са
*сигурна защитА срещу вибра-
цинте на контакта. Вхъ е Ди-
ректен вход за сигнали, отгова-
рящи на изискванияга на ТТЛ.
Той може да се претоварва до
+6 V. Бутонът за ръчно так-
туване £>рт към Вх\ се оказва
много полезен, защото чрез не-
го лесно се проверява работата
на брояча в режим на броене
на единични импулси. На място-
то на Дрт може да се включи
външен контакт — на реле или
др. също е предназначен
предимно за сигнали от контак-
ти. Този обнкновен RS-тригер мо-
же да се задействува непосред-
ствено с ТТЛ сигнали чрез прев-
ключващ контакт (фиг. 4.35 а),
а също и чрез два отделки кон-
такта, свързани между „Вкли и
маса, респ. между „Изкл* и ма-
са. Двата отделви контакта мо-
гат да бъдат „старт" и „стоп",
бутони за измерване времето на
реакция и Др. Тъй като RS-три-
герът остава в състоянне „вкл“,
той трябва да се нулира заедно
310
311
с останалите функционални бло-
кове при общото нулираие иа
устройство™. Същото важн и
за Вхв, който работи като RS-
тригер и превключва посоката
на броенеЛТя може да се избн-
ра ръчиоСчрез бутоните Бнп за
броене напред и £нз за броене
назад. Изходът на ЛЕ6 пре-
включва вентилната схема на
входа иа брояча (фиг. 4.134—
ЛЕи ЛЕ3). Светодиодът СД3
свети, когато е избрано броене
назад. При нулираие през Де
винаги се избира нормалната по-
сока — напред. Понеже за никои
режими на измерваве броенето
назад е безсмислено, за тях уп-
равляващата логика блокира
тригера ЛЕЬ—ЛЕГ през днода
Д8 с L по шина ПРИЗ. Тогава
броячът принудително брой са-
мо напред. Входовете „ Уст нпи
н „Уст нзи позволяват да се
задава посоката отвън с ТТЛ
сигнали. Ако вместо тях се из-
ползуват входовете „Бр нпи и
„Бр лзи, тогава първнят нмпулс,
постъиващ на съответвия вход,
сам определи посоката на брое-
не. Призер за приложение на вхо-
дове като Вхе е даден в т. 4.2.4,
фиг. 4.76. Изходите А и В мо-
гат днректно да се евържат с
входовете „Бр нпи н „Бр нзи.
Реакцията на 'сигналите от
Вх^Вхч се изразява в ниво L
на съответвия вход на ЛЕ2. Ни-
кои от входните сигнали иа ЛЕ^
могат да нмат пълзища форма
(да се изменят много бавно) —
иапример от изхода на ЛЕ2. За-
това след ЛЕ-, се нзвършва още
формиране на входните
и, този път с тригера.
ЛЕ^. Наличието на входен
сигнал се инднцира от свето-
диода СД*. Това е много удоб-
но при настройка на опитни схе-
ми, при настройка на Вхг с по-
тенциометъра Rlf за регистри-
ране иа състоянието на Вх->, а
в началото иа измерването—за
да се провери дали нивото на
сигнала от обекта на измерва-
нето е достатъчио за правнлно-
то задействуван^ на избрании
вход. Вх3 може да се използу-
ва директив за измерваиии на
сигналн от обекти, свързани с
напреженнето и честотата на
мрежата. Ако към клема „ ма-
са“ на Вх3 се свърже външио
резистор със съпротивление
1 MQ, мрежовото напрежение мо-
же да се подаде непосредстве-
но към Вх3. В опитния образец
входовете Вх^—Вх^ се оказаха
крайно необходими.
Изходниит сигнал от тригера
{ЛЕ^ преминава през вентилна-
та схема на управляващата ло-
гика към входа на брояча. Въ-
преки че първоначално опитният /
образец беше разработен за че-
стоти до 5 MHz, на практика мак-
енмалната честота за Вхъ Вх6,
Вх6 и Вх7 се оказа 13 MHz.
За Вх2 максималната честота се
определи от граничната честота
на транзисторите. От решаващо
значение за честотните качества
на устройство™ е прецизното,
добре обмислено опроводяване.
То трябва да се изпълни с въз-
можно най-къси проводиици от
входовете през управляващата
логика към първата декада. В
това отношение най-критични
места са галетите ва режимния
превключвател и проводниците,
подвеждащн сигналите към тях.
312
наст
, Я^о/п
делителя на fe
импулс За броене към
входа на брояча
tinny яс за
роёме от
входната
ЗЗп
Старт
JHZ10H.
От делителя
па ft пета и
шеста декада
Нули-
ране
С делите -
XHHafe -
h^~
Тгъ2Циз
ИВ’НС.
пр.зев
Шина л$ш,о
нулираие”
Фиг. 4.137. Упривлянаша логика на ииф-
рония честотоме
ЛЕ^ЯЕр ЛЕ^+ЛЕ# ЛС^-ьЛ^-ЭХО 100;'
ЛЕ^+ЛЕ^-ТхО 120 или D 140; Тгг Тг.~
2ХО»72;Л1^-Л4-4х5АМ64 или 4 х SAY t2-f-32;
Д, Д^— 1XSAM62 или 2XSAY12-1-32; Д,
Др—SAY12-J-32; СД4. СДе-VQA12; Т^-
S6216E, F(p>350)
4.6.55. Уиравляваща логика
„Сърцето" на устройството
е управляващата логика с ре-
жимния превключвател. Те са
показани на фиг. 4.137. Към тях
спадат още тригерът Тг? и /СР5
от фиг. 4.135. Функциите на от-
деляйте позиции на /СР14-Крб
са поясненн с таблицата на
।—о Вхъ,
• От шестата
! декада на броЯЧЛ
1==^1]з Сигнала за.
препълваме
Kpi+Kps сасдърэани
механично
Шзбор нарежим )
фиг. 4.138. За режима „броене
на единични импулси" (позиция
7 на Кр ) етаяонната честота се
изключва чрез блокиране на три-
гер Гг2 (фиг. 4.135) по вхо.т J.
Първоначално изходите на 7гг
и Тгэ са в L, светодиодите СД4
и СДЪ не светят. СД4 индицнра
отворена веитилна схема, а СД*—
включена блокировка на пов-
тореннята, респ. на препълване-
то. Тг3 не може да се преобър-
ие, понеже позиция 1 ва Др1
свързва тактовия му вход към
маса. В началото устройството
се иулира чрез бутона Бо. Три-
герът ЛЕб—JIEq е защита сре-
313
Позиция на
*P1+Ap6
1
2
3
4
5
б
7
8
9
10
Режим
Броене на единична импулси, пода-
вани отвън*
Броене на вътрешнн импулси на ц
Еднократио измерване на /х за 1 s с
ръчно стартиране
Еднократио измерване иа за 1 s с
автоматично повторение
Еднократио измерване на fx за 0,1 s
с ръчно стартиране
Еднократио измерване fx за 0,1 s с
автоматично повторение
Еднократио измерване иа период с
ръчно стартиране
Еднократио измерване на период с
автоматично повторение
Непрекъснато измерване на време без
блокиране на повторенията*
Еднократио измерване на време с бло-
киране на повторенията*
* — възможно е броене назад
Бст _ включение нзключване на делителя на /е. За измерване трябва да
бъде включен—индикация със СД2
Kt - превключвател за избор на еталонно време — Is, 1ms, Ips
Фнг. 4.138. Работни режими н нзмерва-
телни процеси при отделяйте позиции
на превк :ючвателя за избор на режим
щу вибрации на контакта. До-
като Бо е натиснау, изходите на
ЛЕЪ н ЛЕ3 са в L н по шината
„общо нулнране“ всички трнге-
ри се установяват в изходно
състояние, а броячи те (делите-
лите) — в състояние „0“. Поне-
же изход Q на Тгх е в L, вен-
тилната схема е затворена (бло-
кирана) по входа на ЛЕХ. За
броене иа единични импулси Тгг
трябва да се установи в Q —Н,
i^ao става през Д. чрез нати-
^Ке на бутона Бвкл. Сега ЛЕу
.^^нрешен и импулсите от вход-
ния тригер {ЛЕ± от фнг. 4.136)
постъпват на входа на брояча
314
Забележка
ЛЕХ се включва/изклю-
чва с ЬВкл/^мзкл
Избор на /е с Ку, старт
с Бст
Старт с £CT(XlHz)
- (XI Hz)
Старт с Бст(ХЮНг)
— (£10 Hz)
Избор на еталонно вре-
ме с Я1/ 7>ст
Избор иа еталонно вре-
ме с Кх1Б„
Избор на еталонно вре-
ме с Лл/Вст
Избор на еталонно вре-
ме с Aj/fici
(фиг. 4.134). Устройството брой
непрекъснато, докато Тгх ие се
нулира ръчно чрез бутона Д|ЗКЛ
и не затвори вентилната схема.
7гз ие учйствува в този режим.
В другите режимн не е възмож-
но ръчно включване и изключ-
ване на вентилната схема чрез
бутоните £вкл и />ЛЗЮ1, ако изхо-
дът Q на Тг3 ев Н. Изобщо
Тг3 блокира повторенията и пре-
пълването.
Позиция 2 на Kv отговаря на
режим „броене на импулеи“ как-
то позиция 7, но сега сигналът
ие идва от вход (фиг. 4.137), а
това е еталониата честота на са-
мото устройство, избрана чрез
Kpi (фнг. 4.135). Този режим е
удобен за контрол на вътреш-
ните функции или за производ-
но броене напред или назад. За
да стане това, е необходимо да
се превключи Тг2 (фиг. 4.135)
чрез бутона Б„ (фнг. 4.137).
Тригерът ЛЕ-,—ЛЕв е за защи-
та от вибрации на контакта. При
натнекане на Б„ изходът на ЛЕв
става Н, което същевременно е
такт Т за Тг2 от фиг. 4.135. Щом
Б^ се отпуске, Т става L и из-
мерването започва.
Повторителят представлява
генератор, изпълнен с Ту, ЛЕ9
и ЛЕ10. На нзхода на ЛЕ10 (точ-
ка Q/?) се генерира отрицателен
импулс С продължителност ty =
=50 ids. Паузата между нмпулси-
те се настройва чрез потенцио-
метъра н при дадените стой-
кости иа фигурата може да се
измени от 0,5 до 30 s. Спада-
щият фронт на импулсите ак-
тнвира шината „общо нулиране“
през ЛЕ3 и ЛЕу. Индикацията
нзгасва и всички трнгери се ну-
/1ират — нещо, което иначе ста-
ва при натискане на бутона Бо.
След изтичане на времето tx на
изхода на ЛЕ$ се получава спа-
дащ фронт, т. е. щом нулира-
нето завърши, се стартира мо-
новибраторът ЛЕ12—ЛЕц. Ак-
тивного му време /2 е около
20 ps. Неговият импулс, след-
ващ непосредствено нулиращия,
премннава през ЛЕ% и Д7 и е
такт Т за 7>2. Това поставя нС-
чалото на нового (следващото)
измерване. За режимнте, в кон-
то се работи без повторение,
тактовият генератор е блокиран
от Кр6 в състояние
В позиция 3 на 7СР неизвест-
ната честота fx се нзмерва ед-
нократно чрез задаване на старт
с бутона Бп- Функционал но из-
мерванията за позиции 3, 4, 5 и
6 са еднакви, като разликите се
състоят в следното. В позиция
4 се извършва същото нзмер-
ване както в позиция 3, но се-
га действува и повторителят. £
позиция 5 измерването е както
в позиция 3, ио времето за из-
мерване е 0,1 s, а в позиция 6—
както в позиция 6, но с повто-
рится. Началото на измерване-
то се задава с Бсг, тактът Т за
Тг2 става Н и делителят на ета-
лонната честота се установява
в „9“—-фнг. 4.135. При отпускане
иа Бет (когато се използува по-
вторителят — при изтичане на
времето /2 в точка Qv }Тг2 раз-
решава ЛЕу (фнг. 4.135). При
това на изхода на петата и ше-
стата декада на делителя ведна-
га се появява първият импулс.
Тезн тактове (1 Hz или 10 Hz)
се подават към /Ср1 (фиг. 4.137).
Първият такт преобръща Тгх по
тактов вход, изходът му Q ста-
ва Н и разрешава ЛЕг. Често-
тата 4 започва да се брой от
брояча. Едновременио от изхо-
да на 7?i се подготвя такт за
Тг3. След точно 1 s (позиции 3
и 4 на /Ср) или 0,1 s (позиции
5 и б на АГр ) на входа на Тгх
постъпва следващнят импулс.
Тгх се преобръща, изходът му
става L и вентилната схема се
затваря по входа на ЛЕу. Съ-
щият преход Н—L преобръща
7г3, чийто прав нзход става Н.
Инверсният му изход създана
условие за светене на светодио-
да СДЪ — индикация за блоки-
ране иа повторенията, а в слу-
чая— за край на измерването.
Същият изход подава L на вхо-
да J на Тгу По такъв начин Тг±
остава в състояние „0“ незави-
симо от следващите тактови нм-
315
пулей. Това състоянне може да
се промени само чрез нулиране
на Тг3— при нулиране от буто-
на или от изхода QR на пов-
торителя. Тогава всички триге-
рн се връщат в изходно състоя-
иие. Новото измерване може
да се стартира от БСт, а при
режим с повтдрител — от импул-
са на моиовибратора в точка Qy
веднага след нулнрането.
За „измерване продължител-
ността на периодн* (фиг. 4.133)
КР трябва да се поставн в по-
зиция 7 нли 8. Честотата за из-
мерване се избира чрез пре-
включвателя за избор на еталон-
но време Кх (фнг. 4.135) в за-
виенмост от задачата на измер-
ването. Тази честота се взема
от делителя на еталонна често-
та, минава през Крх и се пода-
ва иа вентилната схема (ЛЕХ ва
фиг. 4.137). Входната честота,
която трябва да се нзмери, се
подава през ^p1 на тактовия
вход на Тгх. По спадащия фронт
на първня входен сигнал вен-
тилиата схема се отваря и се
подготвя Тг3. По втория спа-
дащ фронт на входння сигвал,
т. е. точно след един период иа
входното напрежение, Тгх отцо-
во се превключва. Вентилната
схема ЛЕХ се затваря н брое-
нето на импулсите с еталонна
честота в брояча се прекратява.
Спадащият фронт на правил из-
ход на Тгх установява Гг2 в Н,
а инверсният изход Q на 7г8
блокира Тгх по вход J. По та-
къв начин следващите входни
уш<али не могат да преобър-
Тгх и да отворят ЛЕХ. Ново
ИрЬ ване може да стане само
след нулиране с бутона Б^ или
автоматично в режим с повто-
рител. Доказателство за нали-
чие на еталонна честота е пред-
варителното установяване на
Tag по стартов ня такт Т. Поне-
же вентилната схема {Ггх и ЛЕХ)
трябва да се отвори едва кога-
то еталонната честота действи-
телно започне да постъпва, вто-
рйят вход /на Тгх е свързан
с правил изход Q на Тг2. Така
Тгх може да се преобърне по
тактов вход едва след като Тг2
и делителят са включены. В то-
зн режим делителят се нули-
ра чрез /Срб—фиг. 4.135. В про-
тивен случай винаги ще се нз-
броява един импулс повече. По-
ради функционалната зав н си-
мост на Тгх от състоянието на
Тг2 и при измерване на продъл-
жителността на периоди може
да се използува същият стар-
тов бутон Б„. Това допривася
за прегледността при обслуж-
ване на устройството.
В режим „измерване на вре-
ме* първо се разглежда пози-
ция 9 на Кр. В тази позиция /(Рв
свързва тактовия вход на Тг3
към маса и той се блокира.
Входният сигнал трябва да дър-
жи вентилната схема ЛЕ3 тол-
кова дълго отворена, колкото е
неговото времетраене — вж. вре-
ме диаграмите на фиг. 4.133.
През това време импулсите с
избрана еталонна честота пре-
минават през Кх н Кр, и се от-
брояват. В режим „измерване
на време* вентилната схема се
управлява от ЛЕХЬ и ЛЕХС. В по-
зиции 14- 8 на /Ср тезн два ЛЕ
са блокирани нли двректио от
Кр4, или през Де, а в позиции
9 и 10 са разрешены. Освен то-
ва за режимите без броене на-
зад /Ср4 блокира по шина ПРИЗ
316
превключването на посока-
та назад по входа на ЛЕ& от
фиг. 4.136. Броенето назад е
възможно само при измерване
на време (позиции 9 и 10 на /<р).
Инверсният изход Q на 7г3 по-
дава Н на горннте входове иа
ЛЕК и ЛЕм. При натнскане на
Ба първо еталонната честота
от делителя преминава през
и /<р> към ЛЕ» след това Тг2
се преобръща и подава Н на
третите входове на ЛЕ1Ъ и
ЛЕ1&. Щом като идващият от
входната част сигнал стане Н,
изходът на ЛЕ1Ь става L и през
Д5 установява изхода Q на Тгх
в Н. Този сигнал отваря вентил-
ната схема ЛЕ» По спадащня
фронт на входиия сигнал изхо-
дът на ЛЕЛ става Н и сега на
четирите входа на ЛЕК> има Н,
изходът н става L и през
нулнра Тг» В този режим Тгх
се уп^авлява статично по вхо-
дове Z? и 5. При постъпване
на нов входен сигнал процесът
се повтаря. Ако това не\е же-
лателно, се превключва в по-
зиция 10— работа с блокировка
на повтореннята. В този режим
процесите при първото отваря-
не на вентилната схема са без
промени. Обаче в позиция /Она
Крз тактовият вход на Тг3 е
свързан към изход Q на Тг»
След еднократно установяване
на Тгг в и връщане в
Q -L Тг3 се преобръща. Изхо-
дът му Q става L и блокира
и ЛЕЮ-—ново отваряне
ва вентилната схема е невъз-
можно. Светодиодът СДЪ инди-
цира кога повторенията са бло-
кирани.
Накрая остава да се разгледа
работата на блокировката на
препълването. Блокировката е
изключена, когато ключът К*ре
включеи (затворен). Към входо-
вете на Те4 (ЛЕ13, ЛЕи) са
свързани нзходите за пренос на
последната декада от фиг. 4.134.
Когато броячът преминава от
състоянне 999999 в 000000 (при
броене назад от 000000 в
£99999), на един от изходите за
пренос напред (назад) се гене-
рира отрицателен импулс, при
което изходът на ЛЕц става L.
Ако ДПр е затворен, Гг4 не ре-
агира на сигналите за пренос
Нивото L от изхода на ЛЕи\
установява Тгя в и пов
торенията се блокнрат. Едно'
временно с това през Д4 три”
герът Гг, се пбддържа статнч"
но в състоянне Q=L и вентил-
ната схема ведиага се затваря-
Така броячът не може да над-
хвърли крайното си състоянне.
На изхода на ЛЕи може евен-
туално да се предвнди допъл-
нителен светодиод, който се
свързва подобно на СД. към
+ С/сс. Чрез него се прави раз-
лика между препълване и за-
брана на повторенията. Входът
£?Хд0П на ЛЕг9 е необходим са-
мо за включване на описаното
в т. 4.6.5.7 допълнително устрой-
ство за програмируемо нецнк-
/ лично броене. ТвърДе простата
схема за блокиране на препъл-
ването с Гг4 има един малък
недостатък в режим „броене
назад*. Чрез £>0 броячите се ну-
лнрат, но прн броене назад огце
първият импулс за броене ще
доведе до състояние! 999999.
Генерира се импулс за пренос,
Гг4 се преобръща н блокнров-
ката се задействува. Затова в
режим „броене назад* има две
317
възможности — или трябва да
cq, работи без блокировка на
препълването (КпР затворен),
или /Спр трябва да се затвори
едва след като броячът започ-
не да работи,'т. е. след като
премине през състояннето
999999. В противен случай из-
мерването грябва да започва от
999999, следователно това съ-
стояние трябва да се запише
чрез галетния превключвател и
бутоиите за запис от фиг. 4.134.
Този недостатък може да се
отстрани, но Зотова с а ну жни
допълнителнн трнгери, конто да
подтискат първия сигнал за пре-
пълване. Това не е направено с
цёл да се запази прегледността
на схемата.
При монтажа на управляваща-
та логика трябва да се обърне
особеио внимание на подвежца-
нето на импулсите към /Срм
Лра и Др3. Проводииците трябва
да бъдат с възможно най-малка
дължина. Обаче от конструк-
тивнн съображения се иалага
да се използуват и по-дълги
проводиици. Опитннят образец
доказа, че и в този случай сму-
щения яяма дй се появят, ако
тактовнте входове на Тгх и Тг%
се опроводят с усукана двойка
(вж. фнг. 2.11). Пасивннят про-
водник на двойката се свързва
директно към извода „маса“ на
ИС на тригера и подава маса
за Др, и Др,. При нарочно удъл-
жени до 40 ст проводиици
опитният образец продължаваше
да работи надеждно. Все пак
иа практика проводницнте към
не трябва да бъдат по-дъл-
!от 15-?20 ст. Това означа-
че управляващата логика,
която е обедине на на една плат-
ка с входната част и делителя
на честота, трябва да се монти-
ра близо до Др. При първото
пускане на устройството може
да се извърши функционална
проверка, като с временно на-
правена връзка се вземе ета-
лонна честота от изхода на ЛЕ±
(фнг. 4.135) и се подаде към
подходящ вход, например Вхъ
от фиг. 4.136. Тогава в режим
на еднократно измерваие на че-
стота с ръчно стартиране (по-
зиция 3 на Др) я при /е=1 MHz
трябва да се обходи (да се из-
пълни) целият обхват на индн-
кацията до 000000, а в позиция
5 иа Др—до 100000. Ако ре-
зултатът се различала с повече
от ±1, прнчи ’ата може да бъ-
де в пренапрежения по провод-
ииците към /Ср. Подобии сму-
щения могат да се отстранят
по начнна, показан на фиг. 2.10 а
и б. В опнтния образец такива
смущения не бяха иаблюдавани.
Фиг. 4.139 още веднъж пояс-
нява режима с повторения — то-
зи път с времедиаграмн към фиг.
4.137. След изтичане на паузата
на повторителя импулсът в точ-
ка QR с продължителиост tY из-
вършва общо нулиране на всич-
кй функционални групи. Ведна-
га следва импулсът на моиови-
братора с продължителиост /2
(точка Qr). С./3 е означена про-
дължителността на самого нз-
мерзане. При измерване ра че-
стота Z3=0,l s или Z3=ls, а
при измерване на лериоди 4 е
равно на времето на един пери-
од на входния сигнал. Времето
4 се настройва с потенциоме-
търа R2 в повторителя. През то-
ва време резултатът от измер-
ването стой на индикацията. На
318
I
f
Фиг. 4.139. Времедиаграмн към работата
с повторится
Л <0,1 нулиране/общо нулираие
Ггте20 установяваие на делителя на /е в
.0' или „9"
J's—време за измерване (1 период на /7ВХ или
0,1 s или 1 s)
време за отчитвне на пскэзависто (резул-
татът от «змераанетс). равно на паузата
при работа с повтори! ел—0,5-4-30 s чрез
времедиаграмата са показани
още времето, през което вентнл-
ната схема стой отворена (Тг^,
и продължителността на включ-
ване на делителя иа еталониа
честота (Гг2).
4.6.Э.6. Режи/ш „нецнклнчно броене'*
и „броене до m/деленне на пт*
В т. 4.6.4.2 вече бяха разгле-
дани много варианта ва дешнф-
раторна логика, с конто десе-
тнчният брояч D 192 може да
работи с производно избран кое-
фициент т. Съвсем не е излиш-
ке любителите да предвидят
такава възможност и в концеп-
цията на чес тото мера. В описа-
ното дотук устройство вече
нма кварцов генератор и необхо-
димите делители. При тези ус-
ловия има смисъл с няколко
допълнення, конто няма да
повишат значително разходите,
да се осигури по-универсално
използуване на честотомера.
Става дума за допълнителна ло-
гика, която да позволи десетич-
иите броячи да работяг с кое-
фициент ифЮ. Тогава устрой-
ството ще извършва еднократ-
но циклично броене от 0 до
производно (максимално 6-раз-
редно) число т и след това ще
спре или ще започне нов цикъл
на броене от 0. Ако преходът
от т в 0 се преобразува в под-
ходящ вид, вътрешната кварцо-
ва или каква да е въишна че-
стота може да се раздели на
желаио производно избрано чи-
сло т. Така могат да се полу-
чат честоти с точността иа квар-
ца и с желаната стойност, на-
прцмер —2^/6—MHz (за при-
ложение в електроакустиката
или за градуиране на електрон-
ни генератори иа звук и др.)
или 440 Hz за камертон „ла“.
При работа в режим .нециклич-
но броене до ти преходът от
т към 0 може да управлява ре-
ле или друг превключвател. В
този случай броячът (с такт
1 Hz той работн като реле за
време с голяма времеконстанта)
при достигане на програмно за-
дбдения брой импулси старти-
ра някакъв процес и спира. При
работа в циклнчен режим, кога-
то например входните импулси
се генерират от светлинна ба-
риера, всеки път при достигане
на зададе ния брой пресекли ба-
риерата предметн ще се стар-
тира определен процес, напри-
мер пълнене на нова опаковка.
Подобен програмируем брояч
319
ще иамери място и при забаве-
ното (цайтраферно) сиимане.
Ясно е, че универсалността иа
устройството се повишава зна-
чнтелио, без' да се влагат осо-
бени допълнителнн блокове със
скълн броячни декади. Следва-
щата точка разглежда иякон до-
пълнення към логиката, конто
са предвидени схемно в описа-
ннте дотук функцнонални бло-
кове— например позиция 2, на
КР, Вхдоп и др. Всички допол-
нения бяха изпнтани в опитния
образец.
За реализиране иа вснчкн спо-
менати възможности е нужен 6-
разреден програмен декодер,
който трябва да съдържа раз-
познавателна логика за шестте
броячни декади. Логиката е по-,
добна на показаната на фиг. 4.106
и може да се превключва. По
този начин за всяка декада мо-
же да се избере (програмира)
едно от числата от 0 до 9. Йз-
ходите на шестте дешифратора
са свързаии така, че общият из-
ходен сигнал te получава само
когато в шестте дека ди се уста-
нови програмираното число. То
зи сигнал може да се използу-
ва по-нататък извън устройство-
то— за стартиране иа някакъв
процес, като изходна честота,
която се получава при деление
на входяата с програмираното
число и т. н. Едновременио с то-
ва сигиалът е подходящ за нът-
решии цели — спиране при не-
циклично броене, нулиране прн
циклично броене и деление на
честота н др. Разпознавател-
К логика, която се евърз-
ъм изходите на брояча па-
яно на декодера и инднка-
цията, изисква иай-много разхо-
ди, понеже трябва да обхване
6x4=24 изхода. Естествено, мо-
гат да се вложат специални де-
шифраторни ИС, както става в
промишлеиостта. Обаче за опне-
ваното приложение в честото-
мера авторът е разработил спе-
циален програмен декодер, кой-
то в опнтиия образец показа
отлична работа. С някон незна-
чителни компромиси във връзка
с манипулацните за програмира-
не специалннят декодер намали
забележимо разходнте. По този
начин бяха реализнрани венчки
допълнения, без да се стига до
прекомерно разнообразие на из-
ползуваните ИС. От друга стра-
на, понеже допълнителните въз-
можности представляват инте-
рес и за промншлеии цели, на-
пример в рамкнте на новаторско-
го движение в предприятията,
са дадени схемни решения на
декодер с ИС. Всъщност, ако
устройството ще се използува
само като делител на честота-
та с произволен коефициент или
като брояч на т (например в
машини за пълнене на опаков-
ки), декодерът и индикацията
могат да отпаднат. По-нататък
се разглежда само програмира-
ието, като се правн разлика меж-
ду програмен декодер и програ-
мен преобразувател. Във всички
примери към входа се евързват
нзходнте на 6-разредния брояч
от фиг. 4.134. Показаните схем-
ни решения могат да се комби-
нират и с други подходящи
схеми.
320
ф
I,
4.6.3.^ Допълннтелня ^логика
за програмен декодер
Целта и областта на приложе-
ние на програмния декодер бя-
ха очертани в пре дишвата точ-
ка. На фиг. 4.140 е дадена опти-
мално опростена схема, която е
допълненне към описания вече
честотомер. Входните органн иа
програмния декодер са еднопо-
люсните превключвателн 1A^1D
до 6A~6D. От вснчкнте 24 пре-
включватели да фигурата са по-
21 Интегралнк схемн
321
Казани само няколко. Към- все-
кн превключвател е свързан
еднонменният изход от броячи-
те Брг ^Ер*» така че програми-
рането става на „BCD ниво",
т. е. с 4 превключвателн за един
разрез. Желаната цифра се на-
бнра съгласно таблицата на
фиг. 4.102, при това в положе-
ние „кагоре" превключвателят
задавали, а в положение „ на до-
лу * — L. Със съответствуващи-
те на Бр превключвателн 1А 4-1D
на фиг. 4.140 е програмирана
комбннацията HLLH—9. С този
начин на представяне на числа-
та се свиква лесно и за кратко
време таблицата на кода се за-
помни иаизуст. Всички връзкн
от превключвателите за ниво Н
преминават ' през разделителни
диодн и се събират в общата
точка Гя, а за ниво L — в точ-
ката TL. Докато съдържанието
ва брояча не достигне избрана-
та цифра, изходната комбина-
ция ще се различава от програ-
мнраната поие по сигнала от
един изход. Тогава или на Тн
се водава L през един от свър-
заннте към тази точка превключ-
ватели, илн по същия начни на
TL се подава Н. В последний
случай токът от нзхода при нн-
во Н ще създаде пад на напре-
жение върху резистора Rlt кой-
то е с постоянна оптимална стой-
ност 680 й. В най-неблагопрнят-
ния случай този резистор това-
рн изхода на брояча с 8 ТТЛ
товара. Понеже изходите на
брояча са стандартни с товаро-
способност 10, а паралелно
сл^де-чинят декодер на индика-
не товари с повече от
.Цр2, тозн режим е напълно до-
пустим. Докато иивата на всич
322
ки нзходи Q иа брояча не съв-
падиат със зададеннте чрез про-
грамния превключвател, сигна-
лът в Ти ще бъде L или сиг-
налът в TL ще бъде Н, а оттам
и нзходът на ЛЕХ ще бъде L.
Само когато на всичките 24 из-
Жэда се получат лрогоамирани-
те стойности и ако Кх е отво-
рен (режим „програма"), на всич-
ки входове на ЛЕ7 ще има П,
т. е. при достигане на лрограм-
но зададеиото число нзходът на
ЛЕ2 ще стане L- Тъй като от-
деляйте декади се превключват
последователно, възможно е в
преходния процес на установл-
ение на иовото съдържанне броя-
чът да премине през програми-
раната комбинация. Програмннят
декодер ще реагнра с отрица-
телен отскок на изхода на ЛЕ2
с продължителност, ие по-голя-
ма от 60 ns — времето на пре-
минаване на сигнала през две
декадн. Такнва отскоци се под-
тнскат от RC-групата с вре-
меконстаита около 0,1 ps. Кога-
то нито един нзход Q не пода-
ва Н към Г£, резисторы със
съпротнвление 680 Q поддържа
снгурно ниво L на входа на ЛЕ*.
Когато броячът достигне про-
грамно зададената комбинация»
в точка ТпР се формнра програм-
ният сигнал с ниво L Точкнте
Т„, TL, Тф и Гпс са прнсъеди-
иителни точки за разглежданите
по-иататък варнанти. Програм-
ният сигнал се подава към един
вход на ЛЕ& а към остан алите
два се подават сигналите за пре-
пълване на брояча — изходите
за пренос на Бръ от фиг. 4.134.
Сега тези изходи не се свързват
директно към Тг4 от управля-
ващата логика на фиг. 4.137. Ако
I /С, е затворен, на изхода на ЛЕ3
I се получава положителен нм-
I пуле, когато броячът достигне
I крайното си състоянне (при пре-
| пълване). Ако Кх е отворен, им-
। пулсът се получава щом броя-
[ чът достигне зададеиото число.
Тозн импулс се инвертира в Л£4
и стартира моиовибратора ЛЕЪ—
ЛЕе с активно време около 0,2 |*s.
Отрицателният сигнал на изхо-
да на ЛЕв преобръща Тгъ, кой-
то преди това винаги е нули-
ран от общото нулиране. Изхо-
дът Q става Н и релето Р се
включва. Релето трябва да се
схваща като орган за извежда-
не на сигнала от програмния пре-
образувател. Контактите на Р
могат да се използуват произ-
вол io, затова не са показани на
фигурата. Светодиодът С2?еин-
дицира, че Тг5 е в състоянне
й че програмат^ е изпъл-
йена Могат да бъдат предвиде-
ви бутоните Бх и Б7, с конто
при нужда ТгБ да се установя-
ва в желано състоянне ръчно и
независимо от програмата. За
да не се оскъпява устройство-
то, Тгъ е изпълнен като управ-
ляван по фронт RS-тригер, но в
схемата може да се вложи и
* D 172. Тактовият му вход тряб-
ва да се свърже към изхода на
ЛЕЬ.„ Положителният импулс с
продължителност 0,2 ps, който
се получава на изхода на ЛЕЪ
прн достигане на програмирано-
то число, се подава като разре-
шение на ЛЕ$ и ЛЕхС. В това
състоянне чрез /£2 и К3 могат
да се изберат две функции. Ако
се отвори /<2, се избира режим
„нециклично броене" — броячът
остава в програмираиото състоя-
ние. Това се постига, като по-
лученнят на изхода на ЛЕ$ от-
рицателен нмпулс по входа Вхдоп
преобръща Тгл (фиг. 4.137). Той
от своя страна веднага блоки ра
вентилната схема, което при нор-
малиа работа се извършва от
импулса за препъЛванё на броя-
ча. В случая отпадат входовете
12 и 13 на ЛЕ13 и ключът /С11Р
(фиг. 4.137). Ролята иа Кпр се-
га се поема от /С2 иа фиг. 4.140.
Нормално блокиране на препъл-
ването се получава, когато Кх
е затворен (режимът „програма"
е изключен), а е отворен. Ако
вместо /С2 се отвори/С3,Л£10 се
разрешава, импулсът от изхода
на ЛЕув постъпва директно към
броячните декади — на вход 2
на ЛЕ^ от фиг. 4.134. Следова-
телно при достигане на програм-
но за да деното число се иулнрат
само броя<; ите декади, без да
се издава сигнал за общо нули-
раие на останалите функционал-
ин групи. Така се получава цик-
личен брояч иа т. Ако устрой-
ството ще се използува като де-
лител на честота с коефнциент
т, и^ходният сигнал може да се
вземе от две точки на схемата.
Първата възможна точка е нэ-
ходът на ЛЕв от фиг. 4.140. Из-
веждането иа изходния сигнал
трябва да стане през буферен ЛЕ
за избягване на обратна връзка ‘
по товарен ток; освещтона про-
дължнтелността на сигнала е
много малка — около 0,2 p.s. Вто-
рата възможиост е изходният
сигнал да* се вземе от, изход Q
(или Q) на7гй. Обаче сигналы
в тази точка е с честота /=2 т
и това трябва да се вземе пред-
вид при програмирането на же-
ланото чисто т. Предимства
на сигнала в тази точка са стръм-
323
ните фронтоне и коефициентът
на запълване 0,5.
Времето за преминаваие иа
сигнала през отделните декади
е различно, а освен това при ну-
лиране на която и да е декада
програмният сигнал в точка Гпс
изчезва. За да се гарантира си-
гурно нулиране на всички дека-
ди, към точка Гпс е включен мо-
иовибраторът ЛЕл^-ЛЕе. Като
се отчетат закъсненнята в ИС,
активного време на моиовибра-
тора, капацитетнте на дибдите
в програмния декодер и закъс-
нението в групата R2~Cit става
ясно, че работната честота на
схемата от фиг. 4.140 е по-нис-
ка от тази на брояча. В опитиия
образец се установи макснмал-
иа честота 1,6 MHz, което е на-
пълно достатъчно за практика-
та, още повече, че fe=\ MHz.
Съзнателно в схемата не са вло-
жени транзистори, въпреки че с
тях за сметка на намалена ра-
ботна честота се реализнрат ня-
кои схемотехнически пре-
димства.
За показаното изпълнение на
програмния декодер са нужни
48 диода и само една ИС D 110.
Фиг. 4.141. Проста въэможкост за реа-
лизиране иа програмните превключвате-
лн на фнг. 4.140
Контактна
ллъкача.
Тук Оъмеродният
-лоисеиэтърева
- Съпротиштелна
лътечка
4 Потвнционетър
за настройкц
Сргбърна
покритие
Тезн сравннтелно евтини елемен-
ти лесно се монтнрат ва две
лайснн, конто едновременио слу-
жат и като крепежнн елементи.
Все пак по-удобен е моитажът
с диодни сборки от тип SAM.
Тук проблемът се състои в раз-
• полагането на програмните прев-
включватели нз обслужващото
табло (лицевата плоча), особено
когато те не са в миниатюрно
нзпълнеиие. Норма л ните ЦК-
ключета заемат много място иа
лицевата плоча, освен това са
необходнми и по-дълги провод-
ннци към изходите на брояча.
В неблагоприятен случай могат
да възникнат отразени сигнали,
конто да доведат до грешки при
броенето. В опитния образец за
програмното табло беше остана-
ло много малко мясТо и затова
беше реализирано изпълнението,
показано на фиг. 4.141. Всеки
сам може да направи такъв пре-
включвател, като преработи ми-
ниатюрен т ример-потенциометър
(обикновено изпълнение за хо-
ризонтален монтаж с диаметър
10 пип). Прсдпочитат се трнме-
ри от 1 kfi и по-малко, чийто
съпротивителен слой в краища-
та е метализнран, така че плъз-
гачът да оснгурява 0Й в край-
ните си положения. В средата
на въглеродната пътечка съпро-
тивителиият слой се сваля чрез
вннмателио изстъргване и f лед
това се прове рява за липса на
връзка. Преработеннте тримери
се използуват като програмни
превключватели. За целта те се
подреждат в 6 колони по 4 ре-
да, така че иа всяка декада да
отговаря една колона. Тримери-
те се евързват отгоре надолу
съответно към Qa+Qd. Те се
324
монтират на универсалия плат-
ка, която се разполага на лице-
вата плоча. От другата страна
иа платката много лесно и с къ-
си проводници се моитират ди-
одите, като изводите на триме-
рите се използуват за Коптактни
площадки. В опитния образец
24 тримера заеха на лицевата
плоча площ 60 шт ' 80 тт не-
посредствеио до декодера и ин-
днкацията, затова връзките бя-
ха иаправени с проводници, не
по-дълги от 15 ст. Трябва оба-
че да се примирим с иедостатъ-
ка, че про грамирз нето се извърш-
ва с отвертка или някакъв по-
добен предмет. Крайното дясно
положение на плъзгача отгова-
ря на Н, а крайното ляво — на
L. Междинни положения ие тряб-
ва да се използуват при нор-
мална работа. Ако плъзгач^т се
постави върху изстъргаиото
място (фиг. 4.141), декодерът ще
възприема свързания към този
тример изход винаги като съот-
ветствуващ на зададеиото ннво.
Това положение на плъзгача мо-
же да се използува за много-
кратно генериране на изходен
сигнал от програмния преобра-
зувател в рамкнте га един об-
хват на броене. Ако например
трнмерите към декадите 106-? 10*
се поставят в описаното поло-
жение. с трнмерите към декада-
та Ю8 се зададе числото 1,ас
трнмерите към декадите 102 и
101 се зададе числото 0, Тгь в
програмния преобразувател ще
се преобръща на всеки 100 им-
пулса за броене, т. е. при непре-
къснато броеие всяко състояние
xxxlOO ще преобръща 7гв. В
примера с их“ е означено про-
изводно число. Ясно е, че не е
механично
сСързани
Фиг. 4 142. Използуване на четиригале-
тен превключвател с по 10 позиции за
ирограмиране
нужно непременно да се задава
режим „броене до което при
определени обстоятелства е пре-
димство. По тези причини съ-
противителният слой на триме-
рите може да се свали от до-
статъчно широко място. Самото
сваляне на слоя става с фина
шкурка (гласпапир) или с малко
шмиргелче от типа, използуваи
в зъболекарската практика, кое-
то се стяга в патронника на ръч-
на бормашина.
Ако разходнте изглеждат при-
емливи, за програмиране може
да се използува по един стъп-
ковСдревключвател с 4 галети за
всяка декада. Пример за едиа
декада е показан на фнг. 4.142.
Свързваието на позициите се ос-
новава на'кода BCD от фиг. 4.102.
Изходите иа брояча са означе-
ни с Qa-^Qd\ Т„и Tl водят към
едноименните точки на фиг. 4.140.
Шестте еднакви програмни пре-
включватели се включват пара-
325
изх0_ 1
Чзх^- 2
изхг- з
изх3- :
1Щ-
usas^
ЧЗХб-
4
5
6
7
8
1S-
75-
U
13-
12-
11 -tSXy
Ю-изхл
-<Ъ
~0в
-Gc
-К
— J
МН7Ы2
4cc-^^5f25V(mca. 7fiV)
JjKjOmA
а о-в «с Оц
Фиг. 4.143. Програмираие с едногалетен
превключвател ири използуване на ИС
за декодиране от BCD в десетичен код
лелно към Тн и TL и са означе-
ни с числа в десетичен код. Та-
кова изпълнение е необходимо,
когато устройството ще се нз-
ползува от непрофесионалисти
(неспециалнстн).
За професионални цели и за
пос тигане на по-високи работай
честотн са разработенн специал-
ии декодернн ИС. Те имат 4 вхо-
да за Qa~Qd и 10 десетични
изхода 04-9. Такъв декодер на
BCD в десетичен код е ИС
МН7442, производство иа TESLA,
ЧССР. Прнложеннето й е пока-
зано на фиг. 4.143. Броят на де-
кодерите трябва да е равен на
броя на броячните декадн. Във
всеки момент само един изход
на декодера нэвежда сигнал L,
останалите са Н. Номерът на из-
хода с ниво L в десетичец код
отговаря на''числото, подацено
на входа, в BCD код. Следова-
телно диодната матрица не е
необходима и което е по-важ-
н^^достатъчен е само един 10-
п^вионен програмен превключ-
в® (ПК^ПКвВа фиг. 4.143)
към всяка декада. Прн декоди-
Фиг. 4.144. Параметрн и разположение
на изводите на ИС МН 7442— декодер
на BCD в десетичен код със стандарт-
нн ТТЛ изходи
ране на зададеиото число ПК
снема сигнал L. Отрицателните
сигнали от всички ПК трябва
да се инвертират, прели да се
подадат към входовете иа ЛЕ?
(И-НЕ). Когато всички ПК по-
дават L, на изхода на ЛЕЧ съ-
що се получава L. Както е озна-
чено на фигурата, изходът иа
ЛЕч трябва да се свърже към
Гпр от фиг. 4.140, от която в то-
зи случай отпадат ЛЕЛ, ЛЕ% и
ЛЕ-Л. На мястото на МН 7442
може да се използува друг де-
кодер на BCD в десетичен код,
например широко разпростране-
ната ИС 74141. Тя обаче не е
много подходяща, защото из-
ходните й снгнали не отговарят
на нзискванията иа ТТЛ. Подоб-
на ИС се произвежда и от СССР
н СФРЮ. На фиг. 4.144 са да-
дени по-важните параметрн и
разположението на изводите на
МН 7442. Деко дерните ИС са
съставеии фуикционално само
от основните ЛЕ и ири нужда
могат да бъдат реализираии с
такива ЛЕ и с външни връзки
Фнг. 4.145. Резлизиране на декодер на
BCD в десетичен код с основни ЛЕ
от серията D 10
\
(при значителен брой ИС). На
фнг. 4.145 е дадена схемата на
декодер от BCD в десетичен
код, изпьлиена с 5 ИС от се-
рията D 100-j-D 120. Ако схе-
мата на фиг. 4.143 се изпълнн
по такъв начин, ще бъдат нуж-
на 27 ИС! Към тях трябва да се
прибавят още 3 ИС за ЛЕХ ^ЛЕЧ
на фиг. 4.143. Следователно за
любителската практика е по-
целесъобразно да се комбинират
схемите от фиг. 4.140 и 4.141.
Схемата от фиг. 4.145 може
да се разглежда като вътреш-
на логическа схема иа МН 7442
и на подобии ИС. Описание иа
най-разлнчни варианти на деко-
дери с ЛЕ от серията D 10 мо-
гат да се намерят в [2]. На
фиг. 4.145 е показана схема с
минимален брой ЛЕ. Обаче тя
има един недостатък. Ако иа
входовете Qa^~Qd постъпят
псевдотетради (комбииациите в
BCD код на числата 10-^-15), на
иякой (може и на няколко) из-
хода ще се получат лъжливи
сигнали. Затова схемата от
фиг. 4.145 не трябва да се из-
ползува с двоичнн броячи, напри-
мер D 193 и подобии. В проти-
воположност на това декодери-
те МН 7442, SN 74141 и техни-
те еквиваленти имат предимство;
то, че когато на входа се пода-
ват псевдотетради, на изхода
изобщо няма сигнал.
46.5.8. Опростен датчик-
на еталонно време
Показаните дотук схемн мо-
гат да се опростят до запазваие
само на основните функции —
например да се оставят само 3
илн 4 декади. Може да се по-
мнсуш също за замяна на вход-
ната част с един единствен три-
гер и за отказ от някои по-рял-
ко използуваии режими със съ-
ответното опростяване иа управ-
ляващата логика. Могат да от-
паднат блокировката на препъл-
ването, броенето назад и запи-
сът в декадите. По този начни
раз ходите за един опростен
честотомер със средна точност
могат да се намалят зиачително.
Тогава освен броячът, декоде-
рът н индикацията остава само
една скъпа функционална тру-
па— кварцовият генератор с ве-
ригата делители на честота.
Ако ще се измерва само често-
та (времето на измерване може
да бъде 1 s или 0.1 s), разходн-
те за кварц и делители вече не
се оправдават. В такъв случай
е по-нзгодно Да се използува
опростената схема на датчик на
еталонно време, дадена на
фиг. 4.146д. Необходим е ОУ от
326
327
I
Фиг. 4.146. Оиростен датчик на еталон-
но време за цифровая чесготомер
•тип А 110. За иай-просто измер-
ване иа честота ОУ управлява
веитилна схема, която се състои
само от един ЛЕ. Непосредстве-
ио след него е свързаи входът
на брояча. На входа на схема-
та от фиг. 4.146 липсват тригер
и защита от пренапрежения. Те
могат да се изпълнят по схеми-
те от фиг, 4.3 нли 4.4. В слу-
чая ОУ работи като детектор иа
нулева разлнка.
В изходно състоянне Cj е за-
редей, инвертиращият вход иа
ОУ е Н. Изходът на ОУ (извод
9) е в L и вентилната схема е
затворена. За измерване се на-
тиска бутоиът „старт" с две кон-
тактни системи, прн което Сг се
презарежда ведиага с противо-
положна полярност. Допуска се
електролитннят коидензатор да
се зарежда с неправилната по-
лярност, но за не повече от 1 s.
Затова бутонът „старт** трябва
да се натиска за съвсем кратко
нщше. При отпускане на бутона
н|^Ьжението ва който се е
з^Ввял с -4-5V иа отрицателния
Си нлйод, се подава на компара-
торний вход иа ОУ като—5V.
ОУ превключва изхода си вед-
нага в Н и разрешава вентилна-
та схема. Следва ново презареж-
дане на Сх през до 5V, този
път с правилка полярност. Пре-
димството на такъв режим е
обосновано в [31]. За разлика
от обикновеното зареждаие и
разреждане иа един коидензатор
тук времето на разреждаие ие
зависи от иапрежението на за-
реждане (в случая +5V), тъй
като критерий за превключване
на ОУ е преминава я ето иа на-
прежеиието върху С, през нулата
Понеже това става в иай-стръмиа-
та часТ на крнвата на разреждане,
а освен това прагът на преи-
ключване на ОУ А ПО е само
5 mV, даже с обикновена RC-
група се получава много добро
постоянство. Чрез Rj се на-
стройва иапрежението върху
Сх по такьв начин, че преходът
през нулата да става точ-
но след 1 s. Така изходът на
ОУ става отново L точно 1 s
след отпускането на стартовня
бутон. Настройката с се из-
вършва, като на входа fx се по-
даде точно известна честота и
се следи резултатът от измер-
328
ването, изведен на индикация.
При Cj —20p.F се получава вре-
ме около 0,1 S. Точността зави-
си много от температурните
условия и нзмененията на капа-
цитета при старсене. Затова е
по-добре да се използува фо-
лиен коидензатор. Той обаче има
малък капацитет и изисква мно-
го голяма стойност за Rlt така
че OV вече не може да се у прав-
лява директио. Тогава трябва да
се приложи схемата от
фиг. 4.1466. Транзисторът Г2
е преобразувател на импеданс.
Температурнатанестабилност на
праговото напрежение емнтер-
база би влошидо забележимо
точността. За компенсация слу-
жи преходът емитер-база на 7\,
при това Г, и Т2 трябва да бъ-
дат от еднакъв тип и да имат
добър топлннеи контакт помеж-
ду си. Колекторът на 7\ се оста-
вя несвързан. Ако С\ е фолиеи
коидензатор, необходимого вре-
ме се настройва с помощта на
7?! (максимално 1 MQ)= Прнбли-
зителната формула на фиг. 4.146
важи и за двата варианта. С та-
зи схема при t= 1 s може да се
постигне постоянство около
14-5.10 *, което е достатъчно
за много приложения. Естестве-
но вснчки захранващи напреже-
ння трябва да бъдат добре ста-
билизиранн. Поради своите ка-
чества — чувствителиост, бързи-
на ва превключване, трнгерно
действие н съвместимост с ТТЛ.
ОУ А 110 е най-подходящ в слу-
чая, но при нужда може да бъ-
де заменен с други ОУ.
4.6.6. Цифрово реле
за дълги времена
* Релета за време, което е от
порядъка на час или повече, се
реализнрат много трудно с аиа-
логовн схеми, а и точността н.м
е незадоволителна. Когато е
необходимо включване с точ-
ност до секунда, което се нз-
вършва на големи интервали
(например за цайтраферни сним-
ки, т. 4.5.2.), сн струва да се
използува цифрово реле за дъл-
го време, работещо на принци-
па на брояча. Всъщност това
често е единственият начин да
се изпълнят всички изнсквания.
Въз основа на дадената по-иа-
татък схема любителите могат
да реалнзират подобии релета.
Функционално схемата (фиг.
4.147) много наподобява прин-
ципа на електронен часовни^
с описаната към честометора
програмна част. Необходим е
такт с честота 1 Hz. Генерйра-
нето иа такъв такт е описано
в т. 4.5.3, а при особени изиск-
вания за точност може да се
приложи кварцовият генератор
от т. 4.6.5.3. В зависнмост от
това, какво максимално време
се изисква, се определи броят на
брпячните декади —нафиг. 4.147
Ар1-4£>р6. При 3 декади се по-
стига максимално време 999 s,
а при 6 декади —999 999 s. Пре-
върнато В{ пни, последиото чис-
ло отговаря на 11,5 дена. За
броячн^ подходящи вснчки
разглед досега десетнчни
броячни схеми, а съню (при по-
големи разходн) и D 172, и да-
же управлявани по фронт RS-
тригери с D 100. Единствените
изнсквания са общо нулиране и
329
I
Фиг. 4.147. Цифрово реле задълго вре-
ме с однократно действие:
Бру-г-Брц — 6ХМН7490; Дек^Дек^ —
6хМН 7442 (имена с SN 7414'), прн МН 7442
отладят реьнсторнте Rp'. —SS 216;
7"„ се определя от Upn Ip—SV 126; про.
мзволен с Uofjp>Up; ЛЕу, ЛЕ$— D 100;
<?Д—VQB 12
BCD код на изходите. Когато е
необходимо изборът на времето
да става със стъпка 1 s в целин
обхват иа брояча, след всяка
декада трябва да се евърже по
един декодер от BCD код в де-
сетичеи код (фиг. 4.144 или
4.145). Ако това не е необходи-
мо, декодерите към първата (в
някои случаи н към втората) де-
када могат да отпаднат. Най-
простото изпълнение е с МН
7442 (фиг. 4.144) за декодер и
МН 7490 (фиг. 4.112) за брояч.
Като брояч може да се вложи
н D 192. Желаиото време се за-
дава десетично чрез превключ-
вателите за избор иа време
С Kj се задават се-
к^Жте, с К2—десетките секун-
д<ЯГ г. н. Когато броячът до-
стигие зададеиото число, иа из-
хода на всеки К се получава
ииво L (фиг. 4.143). Поради мал-
ката скорост на броене изход-
иите сигнали се обхващат във
функция И, изпълнена с траи-
зистори. При ииво L иа всички
превключватели К транзистори-
те Tv ~ Т6 се запушват и свър-
заният към рбщата точка на
емитерите им вход на ЛЕу въз-
приема ниво L през резистора
470 Й. Тригерът, съставен от
ЛЕу и ЛЕ-р се преобръща, из-
хбдът иа ЛЕу става Н, прн кое-
то всички броячи МН 7490 се
нулират и остават в блоки райо
състояние. Да се внимава — ко-
гато броячите изискват Н за иу-
лиране, трябва да се използува
изходът на ЛЕ£ Прн L на из-
хода на ЛЕ2 релето Р, което
през време на броенето с било
включено, отпуска. Нов старт
се дава чрез бутона Бет, чрез
който тригерът се превключва,
релето се включва, а броячите се
деблокират. Ясно е, че тактът мо-
же да се подава постоянно на вхо-
да. Генераторът иа 1 Hz може
да се реализира с останалите
Тир
(S,pFMS2)
Към Bjcofa Ro цаМН7490Д192
Към Входа Ро на D100.D172
ЛЕ^ЛЕ3-3/4Ш00 или 1*ВИЪ
TB-GC121,fip ЮО
Ts- SS276
*) Към 7 - Ре Включено през Времето t
Към 2 -Ре изключено презВремето t
Фиг. 4.148. Развитие на схемата пт
фиг. 4.147 за многократно действие
(тактов генератор)
два ЛЕ от ИС D 100 — другите
два са ЛЕу и ЛЕ2. За повечето
приложения е достатъчна точ-
ността на генератора, който из-
ползува мрежовата честота 50
Hz — фиг. 4.97. Светодиодът
нндицира готов юст за работа.
Той е изгаснал, когато се от-
броява времето. За да изпълня-
ва обратната функция, светодио-
дът трябва да се евърже към
изхода иа ЛЕу. Същото важи
за ако релето трябва да е из-
ключено през време иа броенето.
Вместо декодерите Деку-Дек*
от фиг. 4.147 могат да се изпол-
зуват вариантите с по-малки раз-
ходи на елемеити от фиг. 4.140,
както и от фиг. 4.141 или 4.142.
Ако се използува вариантът от
фиг. 4.140, той трябва да се
изпълни до точка която
трябва да се евърже с входа
иа ЛЕ) от фиг. 4.147. При за-
мяиата транзисторите Ту-^ТЪ от
фиг. 4.147 отпадат. Ако Бру~Бр6
се изпълнят с D 100 (фиг. 4.21),
тогава цялото устройство се
реализира с евтииите ЛЕ от
серинта D 10.
На фиг. 4.148 е показано ед-
ир развитие иа схемата от
фиг. 4.147. Това е циклично ре-
ле за дълго време, което пе-
риодично повтаря някакво зада-
деио време. Тук е възприет
простият декодер от фиг. 4.140,
който в частта си преди точки
Тн и Гт ие е показан. Може да
се използува и вариаитът на де-
кодера <5т фиг 4.147 с Деку 4- Дек6
и Ту~Те до точка TlW. След из-
тичане иа зададеиото време в
точка Г1ф се получава сигнал L,
който стартира моновибратора
ЛЕу — ЛЕ%. Неговото активно
време се задава в зависимост
от приложевието грубо с Си а
с Ру се настройва фнно. При
дадените на фиг. 4.148 стой-
кости времето може да се из-
бира в границите от 0,5 до 40 s.
В зависимост от използуваните
за броячи ИС се взема сигнал
от изхода иа ЛЕу или иа ЛЕ-р
който веднага нулира брояча и
го блокира за активного време
на моновибратора. След изтича-
не иа това време броенето за-
почва отново. Следователно схе-
мата от фиг. 4.148 заменя три-
гера (ЛЕу—ЛЕ-^ иа фиг. 4.147.
Тозн тригер, както и бутоиът
Б„ отпадат. Тук схемата се
стартира и се спира чрез пода-
ваие и отиемане на тнкта към
входа на брояча. Според изиск-
ванията на конкретного прило-
330
331
жение релето Р, което извежда
изходння сигнал, може да бъде
включено или изключеио през
активного време на моновибра-
тора. За целите на цайтрафер-
ното снимай е (т. 4.5.2.) могат
да се свържат два моновибра-
тора. Вторият моиовибратор се
изпълнява по схемата от фиг. 4.7
с дифереицираща RC-група на
изхода, но може да бъде и ка-
то показаиите схеми на фиг. 4.8
или 4.148. Той се стартира от
изхода иа първия моиовибратор
(изходът иа ЛЕА от фиг. 4.148).
Нулираието става по сигнал от
първия моиовибратор. С двата
моиовибратора се постига раз-
лично време на включеиото съ-
стояние на релетата за извежда-
не на сигнала. 'Чрез комб”нира-
не иа контактите иа релетата,
например чрез паралелно включ-
ване иа по един иорМалио отворен
контакт от всяко реле, могат да
се изпълнят изискванията, поста-
вени в т- 4.5.2. Възможии са и
други комбинации в зависимост
от поставените задачи. Схемата
с моновибратор от фиг. 4.148
работи като периодично реле за
време, докато на входа се по-
дава такт.
4.6.7 Генератори
на стъпалонндно напрежение
4.6.7.1. Прост генератор
на стъяаловндно напрежение
С една ИС D 100
’С показаиата иа фиг. 4.149
р’хема може да се генерира
стекловидно иапрежеиие с 4
във формата, дадена
кИР' хода Q. Резисторите R\
ni^rce изменят в много тесни
?32
ЛЕ^Л^-ПЮО Cj =С£ >(22OpFr IQCfrFSf)
Rj^R2!(lfir2,2k£L)
f~ 2Rj Cj
Фиг. 4.14 < Прост генератор.на стъпа-
ловидно напрежение
граници. Желаната честота се
определи от С, и С2.Поиеже мул-
тнвибраторът ЛЕХ —ЛЕ2 трнбва
да геиерира нмпулси с коефи-
циент иа запълване 0.5, необхо-
димо е С^С2 и R, = R2. Деле-
ието на честотата става с управ-
лязавия по фронт RS-тригер
ЛЕ3—ЛЕ4. Веригата R3~R6 су-
мира импулсните напрежеиия
от изходите на ЛЕ, и ЛЕ3. Го-
лемината на отделните стъпала
се уеднаквява чрез р5. Честота-
та се изчислява по дадеиата иа
фигурата формула. Недостатъци
на тази проста схема са зависи-
мостта иа формата на изходи ия
сигнал от натоварването и не-
възможкостта да се настройва
честотата. Малкият брой на стъ-
палата иа напреженнето често
ие достига.
4.6.7.2. Генератор
на напрежение с 8 стъпала
На фиг. 4.150 ё показана една
по-изгодиа схема за напрежение
с 8 стъпала. Когато ключът
е затворен, тригерът Ть ЛЕЬ
ЛЕ2 работи в режим на собстве-
ни (свободни) трептения като
Фиг. 4.150. Генератор на стъпалсвидно
напрежение с 8 стъпала. Използува се
като генератор, който се самовъзбужда
или който се въэбужда от външна че-
стота. Работна честота от 0 до 1MHz
мултивибратор. Чрез превключ-
вателя честотата може да
се избира грубо, а фината на-
стройка става чрез /?,. В зави-
симост от кап«цитета на Q
честотата се измеия от няколко
херца до максимално 1 MHz,
което зависи от честотиите ка-
чества на Т}. Когато Ki е отво-
рен, на входа UM може да се
подаде производна външна чес-
тота, която ще бъде преобра-
зувана в стъпалсвидно напре-
жение. В този случай Тх рабо-
ти като обикновеи входе и три-
гер (фиг. 4.4). Следващнте три
управлявани по фронт RS-триге-
ра делят многократно честота-
та. Получените на изходите Q
напрежеиия се сумират през бу-
ферните ЛЕ (ЛЕд+ЛЕц). Включе
ннте към изходите на ЛЕд~ЛЕхх
резистори трябва да имат
стойности в точно соотноше-
ние 1:2:4. Това се постига
чрез последователно включеии-
те тримери Z?2 и Яз С тях се
постига еднаква голе мина иа
отделимте стъпала. Базовото
напрежение на Т2 е постоянно.
В такъв случай колекторният
му ток ще зависи от общата
стойност на съпротивленията в
емитера. Тн се определи от
състояннето^ иа изхода на
ЛЕд-^ЛЕхъ конто работят като
„ключове към маса". Трябва да
се обърне внимание иа това, че
изходното напрежение се ьзема
между +Ucc и колектора на
Т2, т. е. то няма обща маса с
входното! Чрез /?4 размахът от
връх до връх иа изходния сиг-
нал се настройва на 1 V.
4.6.7.3. Генератор
на неснметрично и симетрично
стьпалонидно напрежение
С п стъпала нато
дополнение към броячни декади
На фиг. 4.151 е показана ед иа
схема, която е много подходя-
ща за комбилиране с десетични
броячни стъпала, например с
първата декада на честотомера
от фиг. 4.134. За нейното управ-
ление е необходим нормалиият
изход в BCD код иа десетнчеи
бронч. На фигурата броячът е
показан опростено и е означен
с Бр. Той може да бъде ИС,
333
(f6D
№:1
(1ря5ба За БъЗе Я7ЛЛ)
Ьр
♦cz
-зн^
-b-WJ^F
' Т Qs —0^4 (TpfMafa ЬъВеЦбко.
Влодиа
Зрояча
Вр-МН7490(В192)-десетичен Брояч
ОУ~А109С(ВП9С)
А, А* » 750
jpno
J227
Z/
ЗК
<изг\у,Нахд
9 стъпала
(Истъпала)
Tj~SF12BE ~12T(-6V)
AhA2~2^AY№~32
клй-
Фнг. 4.151. Генератор ва стъпаловддво
напреженне с п стъпала н с възиож-
ност за симетрнчен изходев сигнал ка-
то допълнение към броячните декади
например МН 7490 или D 192,
а също така и схемата от
фиг. 4.21 или подобна. Входна-
та честота /В1, респ. честотата
на стъпаловидиото напрежение,
е производна. За използ вания
ОУ тяе между 0 Hz и 150 kHz.
Ако нзползуваният брояч е де-
сетичен, изходиият сигнал нма
9 стъпала, а когато като брояч
се използува D 193 или 4 три-
гера без обратим връзки, т. е.
делител 16:1, стъпалата са 15.
Резисторите R^rR^ свързанн
последователно на изходите
Qa~Qd> служат за точно иа-
стройване на големината иа
стъпалата. Изходннте chj нали
Qa-^Qd се подават на ОУ А 109,
който работи като високоомиа
следяща схема за вапрежеиие.
Вместо А 109 може да се из-
ползува В 109 или еквивалеити
с общопрнето международно
озизчение 709 [61]. Номерацията
^взводите иа А 109 са даде-
^Мза корпус DIL. За А 109 са
птаии 2 захранващи напреже-
иия: —12 V и +12 V. За това
приложение е достатъчно отри-
цателното напрежение да бъде
—6 V, защото ОУ се управлява
само в положителна посока (по-
лярност). При комбингране с
други устройства, конто съдър-
жат например А 110, А 109 може
да се з^кранва от иапрежения-
та за А 110. ОУ А ПО не е
подходящ за прилагане в схе-
мата от фиг. 4.151. Да се
обърне виимаиие иа това, че
номерацията иа изводите ие ва-
жи за ОУ в корпус тип ТО
(кръгъл транзисторен корпус)!
Ако чрез измерване с точен
мост се установи, че съпротив-
ленията, свързанн по'следовател-
но на изходите се от-
насят тъй както8:4:2:1, три-
мерите R1-^R4 могат да се за-
менят с обнкиовеии резистори.
При това абсолютните стойно-
сти, дадени на фигурата, се
спазват само приблизителио. В
състоянне „0“ на брояча (всич-
ки изходи са L) изходното на-
прежение се настройва на 0,5 V
чрез Rs. В състоянне ,9“ (или
„15“) на брояча изходното иа-
прежеиие се настройва на 5 V
чрез R6. Иапрежението се из-
мерва с обикиовеи волтметър.
334
Настройка та на тези две стой-
ности, както м на отдел ните
стъпала по 0,5 V чрез Ал-^/?4
се извършва чрез ръчно такту-
ване на брояча с единичин им-
пулси. За да се осигури ииско-
омеи изход, транзист9рът 7\
работи като преобразувател <ia
импеданс. Заедно с /?6 той уча-
ствува в отрицателната обратна
връзка на ОУ. По този иачин
схемата постига добро постоян-
ство на всички величини, конто
се настройват. При иормалио
броене напред изходното напре-
жение нма форма иа покачваща
се стълба. Ако броячът позво-
лява броеие назад (D 192, D 193),
формата на 47изх е като слизаща
стълба. Едио интересно прило-
жение се получава, когато заед-
но с D 192 или D 193 се из-
ползува и режимът иа редувашо
се броене напред/иазад съ-
гласно фиг. 4.129. Тогава £7НЗХ
е комбинация от двете форми,
която отговаря приблизителио
на триъгълно напрежение- (си-
ме трич ио стъпаловидио напре-
жение).
4.6.8 Цифрови геиератори
на сниусоидалио
и триъгълно напрежение
Напреження с форма, много
близка до сииусоидалната или
триъгълиата, могат да се полу-
чат по подобен принцип като
описания към фиг. 4.151. Изпол-
зуват се десетични или двоичип
броячи (съгласно фиг. 4.129) в
режим на редувашо се броене
напред/ назад. Колкото броят
на броячите е по-голям, толко-
ва получечото изходно напре-
жение се приближава до точна-
та форма. Генериране на три-
ъгълио напрежение беше спо-
мепато при фиг. 4.-151. По схе-
мата от фиг. 4.’52 с триъгълно
напрежение се геиерира чрез
съответно измерване и настрой-
ка на стойностите в съпротиви-
телните вериги към изходите на
брояча. По-итгересно е обаче
преобразуваието на цифрово ге-
иериранн или преработеии сиг-
иали, конто иа изхода на ТТЛ
ЛЕ винаги имат правоъгълиа
форма, в трептения с близка до
сииусоидалната форма. Схемата
иа фиг. 4.152 с е начислена точ-
но за тази цел. Използуваи е
един десетичен брояч Бр{, кой-
то работи в режим на редува-
що се броене напред/назад. Смя-
ната и а посоката се управля-
ва от ЛЕ^ЛЕ^. Честотата,
която ще се преобразува в си-
нусоидално напрежение, се по-
дава иа входа ^вх. Тя се полу-
чава га ^зхода t/H3I на преоб-
разувателя, разделена иа 2и—2
(п е коефициеитът на делене
иа Epi), т. е. честотата иа 47изх
е ~. Декодерът Де/fi (фиг. 4.144
и 4.145), към който са свърза-
ни изходите иа брояча, извършва
декодиране „1 от 10*. Изходите
на Дек1 подават сигнал L в по-
сле дователност 0, 1, . . .,8, 9, 0,
1, и т. н. Транзисторът Тг и
цеиеровият диод ЦД образуват
генератор На ток. При постоянен
колекторен ток на Т2 падът
върху колекториите резистори
ще бъде пропорционален иа
стойността им. Диодът Дп ком-
пенсира изменеиията иа иапре-
жеиието емитер-база на Т2 от
температурата. През диодите
Дг~Д10 колекториите резистори
335
Фнг. 4.152. Цифров генератор на си-
нусондално напреженне':
/вх
а—основнв схема м
Дек^—МН 7442: Бр^— D Юл С (МН 74192);
ЛЕ^ЛЕ^—В 100; ОУ-*-А 109С (В 109С); Tj—
SF, 12С D(E); Г*— KF 517; ЦД—SZX1B,5,6
1Ц, =6 V); Д^Дц-ЗАУЗ?; *—!номинал™
стойностн за реализиране на синусондална
функция, при нужда се лонастройват; за стой*
ностнте на /?, CKj и вж. хекста!
_ /вх
б—допълненнс за /изж=-^
ЛЕ^ЛЕ^—D 100; Г?4—В 172; М^Д^—
SAY 32
се евързват един след друг към
маса от изходите на Деку. Дио-
дите препятствуват проникване-
то на иивото Н от изхода на
Декодера. Ако Декг има изходи
с отворен колектор, дцоднте ще
Ярнат. Стойностите иа рези-
иге в колекторната верига
зменят прогресивно в съот-
ветстние със синусоидалната
крива. На фигурата са дадени
необходим ите стойкости. При
по-големи изискваиия към фор-
мата йа сниусоидата трябва да
се извърши точно измерване и
настойка. И тук ОУ А 109 ра-
боти като схема за следене на
иапрежение. С R, се коригира
напрежеиието на иесимётрия
(положението иа нулевата ос иа
изходното иапрежение, респ. се
компенсира постояниата състав-
ка на изходното иапрежение).
С /?2 може да се настройва из-
ходвата амплитуда (от връх до
връх) 47B_B=1-?1OV. Тъй като
синусоидалната форма се моде-
лира с 18 отсечки, все лак се
получава малък клирфактор. Ако
след изхода иа схемата се евър-
же едни НЧ филтър, кривата
ще се подобри, но това не е
необходимо, понеже при отиоси-
телно постоянна честота самият
ОУ предлага едиа възможиост.
Схемата работи честотно неза-
висимо до /вх^500 kHz. При
този ОУ е възможно външните
елементи за компенсация на
честотната характеристика да
се изчислят или за стандартна
компенсация, или за изглажда-
ие иа ръбовете в получената
синусоидална крива. Стойности-
те иа /?к, CKi, Ск2за стандартна
компенсация се вземат от
фиг. 4.151. При изглаждане чрез
елементите за компенсация се
получава клнрфактор, по-малък
от 1%, но затова необходимее
стойиости на съпротивителната
верига трябва да се спазят съв-
сем точно. /?1 и /?2 могат да се
изведат като външни обслужва-
щи органи, с което се разширя-
ват възможностите за приложе-
ние иа такива устройства, на-
пример за лаборатории цели.
Коефициентът на деление
(2л—2) се обяснява с това, че
един период на кривата на 47нзх
се формира от един цнкъл иа
броене иапред/иазад, като при
това състоянията „0“ и „9“ на
брояча участвуват по един път.
По този начни обхватът на1 брое-
ие, който е 2 п, се скъсява с
две стъпки. Ако за измервател-
нй цели е необходим десетичен
коефициент на деление
вместо входната част с ЛЕХ~ЛЕ4
от фиг. 4.152 о може да се нз-
ползува разшнреиият й вариант
от фнг. 4.152 б, съдържащ до-
пълнителиия тригер Тг4. ЛЕг и
ЛЕл от фиг. 4.1526 образуват
RS-тригер, който при достигане
иа „9“ се преобръща. Нивото
L от изхода иа ЛЕг блокира
през Дх2 ЛЕХ, докато изходът
иа ЛЕ4 разрешава ЛЕ2 през Д!4.
Тъй като Гг4 в този момент се
иамира в състояние Q—Н, Q=L,
ЛЕХ и ЛЕ2 са блокИрани и след-
ващият импулс на /и ие такту-
ва брояча. Следователно за два
такта броячът остава в „9“.
Вторият входен импулс устано-
вява Гг4 в състояиие Q=H,
което е определено от изходни-
те сигнали иа ЛЕ3 и ЛЕ* по-
дадени към входовете J и К на
тригера. Сега ктм катодите иа
Д14 и Д15 се подава Н и броя-
чът брой назад. При достигане
йа състояние „0“ иа брояча,
Декх преобръща RS-тригера
ЛЕз—ЛЕ^ така че през Z/14 се
подава L към ЛЕ2, а през
Д13—към ЛЕХ. Вследствие иа
това следващият входеи импулс
отново се прескача от брояча и
по този начни състоянието „0“
се удвоява (по времетраене.
Едновременио входният импулс
установява Тг4 в състояние Q—Н
и следващият импулс ще се
брой в режим напред.
Удвоеиите по описания начин
състояиия на брояча подобряват
работата иа схемата. От една
страна, коефициентът иа деле-
ние става 20, а, от друга стра-
на, удвояването е необходимо
за по-точио моделиране иа си-
нус оидата в областта на ампли-
тудннте й стойностн. Кривата
се дели на две части — от 90°
до 270° и от 270° през 0° до
90е, конто се моделират съот-
ветно при броеие напред н на-
зад, Схемата от фиг. 4.152 бее
336
22 Интеграции схеми
337
+Ucc/+S?
[Xj—Д 10~ 15mA
£fnOMXp-Raon He-lfc
jneti T ЕЛ ЛЕ Rfar
а)
Стандар- (#$
ГПнЕТлЛЕ р*2
S)
Фнг. 4.153. Начинн за свързване на
•светодиода към изжоди на ТТЛ ЛЕ
прилага, когато се поставят из-
искваиия за възможно най-малък
клирфактор.
4.7. СХЕМИ НА ДЕКОДЕРИ
И ОРГАНИ ЗА ИНДИКАЦИЯ
4.7.1. Светедноди
и седемсегмеитни индикатори
В съответствие с диешиот*
ниво на техниката заедио с ИС
любителнте предпочнтат да из-
-'ползуват светодиодни индика-
тори. По-подробно с тях се за-
нимава [14]. По-стар вид цифро-
ви инднкаторни елементи са ци-
фровите газораэрядни лампи [1].
Параметрн и указания за прило-
женного иа светодиодите могат
да се намерят в [14]. Тук се
дават само специални указания
във връзка с експлоатацията на
светодиодите заедно с ИС.
Свързваието иа един свето-
диод към изхода на стандартен
ТЪ^ЛЕ е дадеио на фиг. 4.153.
С^Жсс е означено захранващо-
тЖйпрежение за ТТЛ и то
ие трябва да се превишава!
338
Фиг. 4.154, Нэчннн за свързване на
светодиоди към изходи на MOS ЛЕ
Стойността на допълнителния
резистор /?доп се изчислява по
дйдеиата формула. Напрежение-
то върху светодиода в права
посока е 1,5-ь 1,6 V за обикно-
вените светодиоди с червена
светлина (VQA 12 и подобии),
а за светещите зелено или жъл-
то — 2 4-2,5 V. Като се вземе
предвид товариата способност
на стаидартиия изход Wo=10,
токът иа светодиода не трябва
да гадвишава 15 mA. Ако изхо-
дът управлява и ТТЛ входове,
техните товзри трябва да се
прибавят към тока иа светодио-
да. Съществува практическое
правило: за всеки вход с
от тока на светодиода
се вади 1 mA. Светодиодът иа
фиг. 4.153 освети, когато изхо-
дът е L. Вариаитът б е по-
иензгодеи, понеже при него
светодиодът се захранва с из-
ходния ток иа ЛЕ в съетон-
ние Н, Този начни трябва да се
използува само когато свето-
диодът е единствен товар иа
ЛЕ, защото в противен случай
не се гарантира коректио логн-
АМ
<0
П
Фиг. 4.155. Светодиоден седемсегмен-
тен цифров нн дика дор VQB 71 :
а подреглане на светегниге «гменти н спи-
ларгио означаване; г— вътрешна схиа: я-раз-
ооложение на изволите и никои параметрн
4»
ческо ниво за евентуално свър-
зани те входове.
MOS ИС ие могат да управ-
ляват директно светодиоди.
Обикновеио за целта се изпол-
зува MOS транзистор съгласно
фиг. 4.154 а. Светодиодът све-
ти при L на изхода на ЛЕ.
Стойността на допълнителния
резистор /?доп се пресмята по
захранващото напрежение и то-
ка иа светодиода, който ие
трябва да бъде повече от 20 mA.
Ориеитировъчии стойности при
— 13 V и —27 V са дадени на
фиг. 4.154 а. Ако светодиодът
трябва да свети при ниво Н иа
нзхода. може да се изп .-лзува
SMY 51 като -инвертор —
фиг. 4.1546.
едемсегментният индикатор
(цифров индикатор) е много ин-
тересен за любителнте. Той се
състои от комбинация на 7 (ако
трябва да се изобрази и- десе-
тичиата точка —8) светодиода,
оформени като отсечкн (във
формата на къси лентички).
На фиг. 4.155 а е показано под-
реждаието на седейте сегмента
а-Ь£и разноложеният като десе-
тична точка осми светодиод dp.
Съответствието между буквите
^2
8.
YQB71
1£д-20тЛза1с№М8нт
А,А се сВързВат Външна!'
8)
а—g, конто едновременно са и
озиачени на изводите, и сегмен-
тите е сдандартизирано. В з ави-
симост от това, кои сегмеитис ве-
тят и кои са изгаснали, могат
да се изобразят числата от О
до 9 и известен брой букви и
специални зиаци. На фиг. 4.155 б
е показа! а вътрешиата схема на
индикатор от разглеждания вид,,
която важи за VQB 71 и него-
внте еквивалеити. На фиг. 4.155 в
е дадено разположението на
изводите иа сегментите. Анодът
А е изведен два пъти и двата
извода трябва да се свържат
външно. Дадени са и най-важ-
иите параметрн. Максималният
ток за сегменк • е20 т^А и тази
стойност не трябва да се пре-
вяшава даже кратковременно.
По техиологични причини сег-
ментите работят с голямо за
хранващо напрежение. За да
могат да се реализират дълги
сегменти, един сегмент съдържа
два светодиода, свързани въ-
трешно последователно. Затова
в режим като показания на
фиг. 4.153 за всеки сегмент е
необходим допълнителен рези-
стор. Той се свързва към като-
да и при +47сс—5 V трябва да
бъде 68 й и повече. За десе-
тичиата точка dp, която пред-
ставлява само един светодиод,
/?дап>220Й! Стойността на /?АОП
за светодиоди, конто ие са про-
33&
кзнедени в ГДР, се изчислява
по форм у лата от фиг. 4.153 а.
Повече подробности могат да
<е измерят в [14]. Освен цифро-
вая индикатор VQB 71 има
още едно изпълиение за знак
„ + “ и „—", но то, както и
миогоразредният индикатор VQC
-32 иямат голямо значение за
любителите. Знаковият индика-
тор VQB 73 работи по същия
начин както VQB 71. Всички
«дноименни сегмеити във VQC
32 са свързанн накъсо и чис-
лата ие се изобразяват едновре-
менно, а трябва да се тактуват
{сканират) едно след друго от
специални ИС в т. нар, мулти-
плексен режим. Ясно е, че нз-
ползуването на VQC 32 в лю-
бителската практика е свърза-
но с много голем и разходи. По
тези причини иастоящата квига
ие навлиза в подробности от-
иосио мултиплексиия режим и
схемите с VQC 32. Това е иа-
правеио в [14], а в [52] има опи-
сание иа мултиплексиото упра-
вление на миогоразредии ииди-
катори, което съдържа указания
за любителите.
4.7.2. Декодеры
за седемсегментни иидикатори
4.7.2.I. Декодер за преминаване
от десеткчеи към седемсегментен
код с осиовни ЛЕ от серията D 10
При газоразряднитр цифрови
лампи изображението на жела-
ното число светва непосредстве-
но, когато съответният извод се
свиЛк към маса. При седем-
ct^Bt тния индикатор трябва да
сг^гиочат няколко сегмента с
различно разположенне, за да
се изобрази избраиото число.
Поиякога любителите искат да
управляват VQB 71) (или подоб-
ии пифрови иидикатори) десе-
тичио и независимо от брояча,
като иа всяка цифра трябва да
отговаря един определен вход.
За такова управление е необ-
ходим декодерът от фиг. 4.156
(въпреки че е по-пранилно да се
говори за кодираща схема, а
ие за декоДираща). Когато един
от десетичните входове 0 4- 9
стане L, респ. се свърже към
маса, светват означените с бук-
ви съгласно фиг. 4.155 с сег-
менти. За подобии цели могат
да се използуват схеми, състоя-
щи се само от диоди. Такъв
пример има в [14]. За да се пе-
стят диодн или ЛЕ се постъпна
по следния начин. При липса иа
сигнал светят всички сегмеити.
За нзобразяване иа иякаква
цифра иякои от сегмеитите
трябва да се изгасят. Затова
входът Л на фиг. 4.156 е оста-
вен несвързан. Ottvk се вижда
иедостатъкът иа този метод—
когато нито един вход не е свър-
заи към маса, постоянно све-
ти „8й.
За да се изобрази например
„9“, е необходимо да се изгаси
сегмезтът е. Ако входът 9 е
свързан към маса, изходът на
ЛЕ-] е Н и сегментът е е из-
ключен. За изобразяване иа „5“
трябва да се изключват сегмеи-
ти & и е. Когато вход 5 се
свърже към маса, изходите на
ЛЕ2 и ЛЕ-, ста ват Н и сегмеити
b и е се изключват. За по-добра
прегледност на фиг. 4.156 са
показани само няколко връзки
от входовете към ЛЕ. Всеки
десетнчен вход трябва да се
faodoSe
тичната точка. 22&
Фиг. 4.156. Декодер на десетичеи все-
лемсегментен код с ЛЕ от сернята D 10
СД—VQB 71; /?1-е-/?7=83 Q (за VQB 71 и
UCC~5 jho*h 5aY 32; ЛЕ^ЛЕ* D 110
100 j; ЛЕ^ЛЕ%— D ПО: ЛЕ^~0 130
свърже към входовете на ЛЕ,
конто управляват означените за
този вход сегмеити. За вход 1
това са 5 стандартни товара,
което трябва да се има пред-
вид, ако сигиалът идва от изхо-
да иа стандартен ЛЕ. За изоб-
разяване иа „7“ има две въз-
можности: о, Ь, с или с, 6, с, f
(вж. фиг. 4.155 с). Обикиовено
„7“ се изобразява с три сегмен-
та (с, 6, с), защото по-трудно
може да се сбърка. Този начин
на изобразяване е приложен и
на фиг. 4.156. За всеки ЛЕ са
показани само действително не-
обходимите входове. За да се
получи четвърти вход на ЛЕ5
и по този начин цялата схема
да се изгради с 3 ИС, са из-
ползувани диоди съгласно
фиг. 2.4. Ако „7“ се иэобразя-
ва с допълнителиия сегмент /,
за ЛЕа са достатъчни 2 входа
и тогава може да се използува
четвъртият, още свободен ЛЕ
ст едната ИС D 100. Към нея
ще принадлежат ЛЕЪ ЛЕ2, ЛЕ3
и ЛЕ6. За ЛЕ4 и ЛЕ5 се изпол-
зува едиа ИС D 120, в която
има два ЛЕ с по четири входа,
така че диодите отпадат. При
нужда десетичната точка се
управлява директно.
4.7.2.2. Пълен декодер
зз нзобразяване на цифри
н знацн със седемсегмеитен (
индикатор
За да се изобразят различии
зиаци, букви и т. и., са необхо-
дими ЛЕ с много входове.
Една такава с1зма е показана
иа фиг. 4.15/. Към иея има до-
пълнителна логика, която при от-
вореии входове забранява по-
стоянното светеие на „8“ и га-
си всички сегмеити. Схемата съ-
държа 7 ИС D130 (фиг. 1.5).
По 6, респ. по 7, входа от вся-
ка ИС са нужни за десетичните
входове. Свързването на входо-
вете става като на
фиг. 4.156. Нафиг. 4.158 са да-
деии възможните изображения.
Схемата има Юзнакови и 10 циф-
рови входа. Свързването на
входовете на ЛЕ с цифровите
входове е същото като на
фиг. 4.156. Изключеиие прави
341
340
j- Вройна иэпмзуВаншпе ВхоЗове
1~adefy
2= of
3^ef
4~ade
5-be
G=b
7= defy.
0= (Вж. схемата)
ff=e
0=9
ЦифроВи
Входове
Фиг. 4.157. Декодер на десетичен в се-
демсегментен код с D 130. Схемата
позволява изобразяване на цифри н
энаии. както и гасене на индикацията
ЛЕ^ЛЕ^-ТхЛ) 130. Д^Лр-ЯАМ 44 (45) или
8XSAY Г.-г-32; Д,—SAY 12-5-32; Г,—GC 301,
KFY 18 (Д>25. првдпочита се германнев PNP
транзистор с Рд0П>И0 niW); Tg, Т^—SS2I6;
индикатор—VQB 71 н*и Друг седемсепиентен
индикатор
цифровият вход 8, който непо-
средствено управлява Д9 н Г3.
Освен цифри могат да се изоб-
разяват оуквите и знаците,
дадени на фнг. 4.158. Ако иа
нито един от иаличиите входо-
ве (тук макснмално 20) няма
сигнал L, респ. връзка към ма-
са, изходите иа ЛЕУ~ЛЕ7 са
в L. Транзисторът Г3е отпущен
от + Ucc през Д9, следователно
иа ко лектора му сын о има L.
Тогава иа общата точка на ка-
тодите на ДХ~ДЬ няма напре-
жение и Г2 е запушен. Вслед-
Кв на това 7\ също се за-
за, анодната верига на ии-
тора се прекъева и индика-
цията изгасва. Ако иа който да
P = cd
p- bed
fl = rf
H=ad
t = abeg
be
C--bcg
U=ag
J = afy
= -bcef
Знамбц
Входове
Фиг. 158. Свързване на входовете на
декодера от фиг. 4.157
е вход се подаде L, поие един
нзход на ЛЕ става Н. При L иа
вход 8 иа ко лектора на Г3 се
получава Н. През Д-ьДя на ба-
зата на Т2 се подава отпушва-
що иапрежение, колекторнняг
ток на Т2 отпушва Г, и ииди-
кацията светва.
Любителите могат да нзпол-
зуват такива декодери във вся-
каквв схеми с десетични изхо-
ди. Едки пример от настоящата
книга е кръговият брояч от
фиг 4.108. Необходимите ИС
за схемите на фиг. 4.156 и 4.157
са от типа „любителски" стоки,
конто се иамнрат иа изгодии це-
ни. Освен това по изключение е
достатьчеи само един филтров
кондензатор за всички ИС. Ко-
гато не се изисква индикацията
да изгасва при отвореии входове^
от схемата отпадат елементите
Т1-5-Г3 и Д±-~Д<у Допълинтел-
ният вход Вд:ги позволява race-
4-04 | 2-Ой Ч-. 0
I
-не иа индикацията иезавненмо
ют входиите сигнали. По този
начин е възможно чре? управ-
ление по съответния вход да се
изобрази само десетичиата точ-
ка dp, за което 7\ трябва да
бъде отпущен, докато Дхгн е
свързан към маса.
Поради твърде големите разхо-
ди за ИС и опроводяваие из-
ползуваието на схемите на
фиг. 4.156 и 4.157 за многораз-
редии индикатори става иеико-
номично — реализацията вече ие
е по-евтина от описаните по-
нататък специални декодерни
ИС D 146 и D 147.
4.7.2.3. ИС D 146, D 147—
декодери на BCD
и седемсегмеитен код
В най-общия случай седем-
еегмеитчите индикатори се из
ползуват заедио с броячии схе-
ми, чиито изходии сигналя пред-
ставят числата в BCD код (фиг.
4.102). Необходимо е сигналите
от четирите изхода QA-^QD иа
брояча да се преобразуват (пре-
кодират) в сигиали за включва-
не на съответните комбинации
от сегменти а—g. ИС D 146 С
и D 147 С са разработеии точно
-с тази цел и съдържат цялата
необходима логика за евързва-
яе на индикатор към една дека-
да. Освеи това те предлагйт и
някои допълиителни схемотех-
нически удобства. Вътрешната
логическа схема на тези ИС е
показана на фиг. 4.159. Двете
ЙС имат еднакви параметри, с
изключеиие на допустимого на-
прежеиие на изходите. Изходи-
те за управление на сегментите
а—g са с отворен колектор,
•<
Фиг. 4.159. Вътрешна логическа схема
разположение на изв одите на ИС
146 С и D 147 С— декодери на
У CD в седемсегм;мгеи код
п одобни иа изхоАите на ИС
D103 (фиг. 1.5). Сегментите се
евързват през задължителиите
допълнителии резистори по на-
чина, показан на фиг. 4.156.
Макснмално допустимого на-
прежеиие иа ко диктора ’ (когато
изходният транзистор е запушен)
за D 146 С е 30V, а за D 147
Се 15 V. Всъщност това е
едновременио максималиото за-
храиващо иапрежение за свето-
диоди илн за седемсегмеитни
индикатори на светодиодна
база. Колекториият ток на из-
ходите а—g не трябва да над-
342
343
♦
Таблица
D 147 С
на
истинност
Фиг. 4.160.
D 146 С и
В!~вход за праверка на снетлс|1-ьнно (управ-
ление на яркогтТа!
RBI- вход за загъмнявана на цифрах» 0
LT— вход ва проверка на светодиодите
RBO- изход за управление ид тъмни за циф-
рах» 0
X— низото е без аначение
на
хвърля 20 mA. Тъй като оста-
налите параметрн и качества
на двете ИС са едиакви, D146C
и D 147 С се раэглеждат общо.
Захранващото напрежение за
тези ИС е от 4,5 до 5,5 V.
При +£7СС=5,0 V коисумация-
та на едча ИС има типична
стой ост 65 mA, а максималиа-
та стойност е 90 mA. Следо-
вателно консумацията за някол-
коразред-а индикация вече е
доста голима. Поради отворените
колектори ва изходите ннвото
Н в таблицата за истиниост
(ФиТа 4-160) ие трябва да се
сжма в обикиовения смисъл
и яВ< трчбва да се има пред-
ви”ри проверка иа функцио-
нираието с логически тестер.
На изходите а—g ц състояние
Н няма никакво напрежение.
Тук са използуваии същите из-
ход чи стъпала — 7\ с отворен
колектор. Подробностите по въ-
трешиата логическа схема, кон-
то не са интересни за потреби-
те^, не са разгледаии. Зиаче-
нието на изводите £Г, RBI и
BHRBO Ые бъде разгледачо
по-късио. Подлежащите на деко-
диране изходи QA+QD на брояча
се свързват днректиокъм входо-
вете A^-D. Това са иормални
ТТЛ в/одове с Л^=»1. Начииът
иа действие и съответствието
между комбинацията сигнали на
входовете A--D и състояннето
на изходите а—g се дава с та-
блицата иа фиг. 4.160. Както
личи от нея, ннво L иа някой
от изходите а—g предйзвиква
сведена на съответния сегмент.
Комбииациите на входовете
A-^-D са идентнчнн с код BCD
344
ix At
Фнг. 4.161. Четнриразредеи блок инди-
кация с декодери D 146 или D 147 и
седемсёгментнн индикатори
Инд^Икд.—VQH 71; Дек^-Дек^— D 146
<D 147); T^T^—SS 216 (0>4t); Д^— SAK
12-5-32; /?дсп се нзчнсдяьа ifo Инд u (sa
VQB 71 и 5 V /?ДОП=82 Л); за dp /?доп=220Л
ст фиг. 4.102. Псевдотетрадите
могат да бъдат изобразеии чрез
специални зиаци, чийто вид се
взема от таблицата иа фиг. 4.160
Следователно D 1 46 н D 147
могат да се използуват заедио
с ИС D 193 в пълния й обхват
на броене.
Допълнителните изводи имат
следиите функции. Входът LT
(проверка на светодиодите) в
нормален режим винаги е Н или
се оставя иесвързан. Когато LT
се свърже к.ъм маса или му се
подаде сигнал L, вснчки сегмен-
ты светват независимо от сиг-
налите на входове A—D. По
този начни се изобразява цифра-
та 8. Чрез тозн вход могаг да
се проверят всички иидикатори,
свързаии след декодера. Входът
RBI (от англ, ripple blanking
input) служи за проверка на циф-
рата 0 на тъмно. Ако на входо-
ве A —D се подаде L (тазн ком-
бинация в нормален режим от-
говаря на 0) и едновременно
вход RB/=L, изходите а—g ста-
ват Н и вснчки сегменти изгас-
ват. Това е начииът да се за-
тъмият незначещите иулн пред
резултата. Последният допълни-
телен извод BI/RBO (от англ,
blanking input/ripple blanking
output) e едновременно вход и
изход. Ако на този извод се по-
даде L, всички сегменти изгас-
ват независимо от сигналите йа
входове A^D. По входа В1 мо-
же да се извършва проверка за
светеие/йзгасване, респ може
да се регулира яркостта иа ин-
дикацията. На изхода RBO се
получава L само когато иа всич-
ки входове A—D има L, т. е.
когато се изобразява цифрата 0.
В таблицата на фиг. 4.160 е от-
белязано влияиието и иа допъл-
нителните изводи. Схемотехни-
ческото им използуване е пояс-
нено с примера на фиг. 4.161.
На базата на този пример са
изведеии някои важни за потре-
345
бителя съображения по отно-
шение иа токозахранваието. Все-
ки сегмент консумира 20 mA,
т. с. в най-тежкия случай —
изобразяваие иа цифрата 8 —
консумаиията става 140 mA. Към
тях трябва да се прибавят още
20 mA за нзобразяване иа де-
сетичната точка. Следователно
една шестразредна индикация
ще консумира почти 1А. Ако
инднкацнята се захранва c-f-5V
от стабилизатора, който е за-
дължителен за ИС иа брояча и
останалата логика, той ще се
товари зиачнтелно. Анодиото ва-
прежеиие на сегмеитите може
да се вземе от нестабилизира-
ното напрежение с пб-голяма
стойност на входа на стабили-
затора—тогава стабилизаторът
може да бъде по-маломощеи.
За -целта обаче е необходимо
всички /?доп към сегментите и
десетичната точка да се начис-
лят така, че и за най-голямата
възможна стойност на нестаби-
лизираното напрежение токът да
остане под 20 mA. На практика
га достатъчни и 10 mA за съз-
даваие иа необходимата нркост
за отчитаие на резултата. Ако
эахранващото напрежение е по-
голямо от 15 V, трябва да се
използуват ИС D 146. Отту к
става ясно, защо изходите a-~g
са изпълнени като отворен и ко-
колектори с подходяще напре-
жение на запушвания транзи-
стор. В устройства, конто ра-
ботят иепрекъсиато, но отчита-
нето става иа голем и иитервали,
например цифрови часовници,
ал^ното напрежение трябва да
да се включва и да се из-
.<^piBa. По такъв иачии през
времето, когато инднкацнята не
346
се отчита, анодиото напрежение
на сегментите е изключеио и се
пести значителна енергия. Ако
за изключване иа анодиото на-
прежение се употреби ключ с
два контакта, вторият контакт
може едновременно да изключва
захраиващото напрежение на
всичкн декодерни ИС. Тогава
от общата консумация на ста-
билизатора ще се спестяват по
60—90 mA за разред на инди-
кацията. Това е много същест-
вено за устройства, конто прн
отпадаие иа мрежовото напре-
жение превключват към захран-
ване от батерия. Овисаиата в
т. 4.3.5 схема за сигнализация
при отпадане на иапрежението
(фиг. 4.90) може чрез контакт
иа релето да изключи захранва-
нето иа сегмеитит^ и декодериите
ИС, с което да облекчи значи-
телно батерията. Това не е
отразеио иа фиг. 4.161. Включ-
ваието на десетичната точка за-
писи от приложението и нс се
нуждае от по-подробии обясне-
ния. Деко дерите Дек^Дек^ по-
лучават входните си сигнал и от
изходите на съответните брояч-
ни декади. На'фигурата са от-
белязаии и разгледаните вече
специални функции. Чрез тесто-
вия бутон Бт могат да се про-
веряват всички иидикатори. При
затваряие иа бутона всички сег-
менти (с изключение иа десе-
тичната точка) трябва да свет-
нат, независимо от състоянието
на броячите.
Изгасваие на всички сегмеити
може да се реализира чрез по-
даване на L към входовете BL
Понеже изводът BUR ВО може
да се управлява само от изход
с отворен колектор (управле-
ние от стан дар ген ТТЛ изход
ие се допуска), са предвидени
транзисторите Т2-ЬГВ. Когато
изводът иа схемата PC (режим
иа светло) е свързан към маса,
индикацията свети нормално, по-
неже транзисторите Т^ТЪ са
запушеии и не действуват. При
РС Н или когато този извод
се остави отворен (несвързан),
транзисторите Г2-? Тъ се отпуш-
ват през диода ДА. Колекторите
им подзват иа извЬдите BI L и
всички иидикатори изгасват. Ако
към PC се подаде иякакъв такт,
например от Изх% иа схемата
за сигнализация при отпадане
на мрежовото напрежение
(фиг. 4.90), индикацията ще за-
почие да мига ритмично. Както
е обясиеио в т. 4.7.4.1, този из-
вод на схемата позволява да се
настройва яркостта на иидика-
цията.
Догук се предполагаше, че
ключъг е отворен. Ако той
се затвори, се изпълнява фуик-
цията „затъмняване иа нулите".
На входа RB1 иа декодера на
старшия разред се подава по-
стони о L. Както показва табли-
цата на фиг. 4.160, иа извода
BlfRBO иа Деку ще сефпояви
ниво L тогава, когато ще се
изобразява „0й, а освен това Декх
ще изгаси свързаните към него
сегментн при сигнал L на вхо-
дове А^О. Следователно една
нула пред поредица зиачещи
цифри няма да бъде изобразеиа.
Когато Декг декодира „0“, иа из-
вода му BlfRBO също се по-
лучава сигнал L, който действу-
ва на входа RBI иа Дек» по
същия начин, както на Дек*.
Ако вторнят. разред на индика-
цията също е нула, тя няма да
бъде изобразеиа и т. н. По по-
казания лачии могат да се свър-
жат произволен брой декодери
един след друг. Само входът
RBI на последний разред ие
трябва да се свързва във вери-
гата, защото състоянието „0“ на
всички декади трябва да бъде
показано поие с една иула в
последиия разред, т. е. послед-
ната нула не трябва да се за-
тъмиява. Това е необходимо и
за десетичните точки. Има сми-
съл например числото „0003“
чрез затваряне на да се изо-
брази като „ . . .3, Но ако де-
сетичната точка се изобразява с
индикатора Инд3, тогава нулите
след десетичната точка трябва
да се покажат, т. е. трябва да
се изобрази например „ . .,03“.
За тази цел във веригата връз-
ки RBO—RBI иа необходимита
места се добавят вентилни схе-
ми като показаната с Т\, конто
се свързват с десетичната точка.
При изключена десетична точка
dp(dp е оставеи несвързан или
е свързан към И) транзисторът
Гх получава базово напрежеиий
през 7?доп от dp. Резисторът със
съпротнвление 22 кЙ в базе вата
верига намалява тока през dp
толкова, че десетичната точка ие
свети забележимо. При схема
с 1\ анодното напрежение на
светодиода иа dp не трябва да
кадхвърля -\-UCe иаИ^, тъй ка-
то прн изключена десет нч на
точка това напрежение попада
на изводите BlfRBO презвуча-
стъка емитер—база на Т\, а в тази
точка на схемата не бива да се
подава иапрежеине, по-голямо
от +UCC\ Затова светодиодът
на десетичната точка трябва да
се захраии от иапрежението
4-5 V за ИС. Когато десетич-
иата точка е изключеиа, е
постоянно отпушен и осъщест-
вява връзка за затъмняване иа
ну лите, както и между о ста нал ите
декодери (фиг. 4.60 в). При по-
даване на сигнал L към извода
dp десетичиата точка ще се
нзобразява, а се запушва.
Ако Кг е затворен и декодери-
те Декл и Дек7 декодират „О",
сигналът L от изхода QBO иа
Дрк7 не достига до входа RBI
на Дек3.*От този разред иата-
тък нудите ще се изобразяват.
Транзисторите Г24-Г8 могат
да се заменят с една ИС с от-
ворен колектор на изхода. на-
пример D 103 (фиг. 1.5). В та-
къв случай всички входове на
ЛЕ от D 103 се евързват пара-
лелно и образуват входа PC на
лхемата, а диодът на Дг отпада.
4.7.3. Декодери
за десетични индикатори
4.7.З.1. Декодер от BCD
в десетнчеи код с основни ЛЕ
Ьт серията D10
Схемата на декодер от BCD
в десетичен код, означаван още
като декодер „1 от 10“, беше
показана на фнг. 4.145. Тази схе-
ма е подходяща за декодираие
на BCD код в десетичен само
за цифрите 04-9, а псевдотетра-
дите предизвикват лъжливи из-
ходни енгиали. Схема на пълно
декоднране с 16 изхода, която
обработва и псевдотетрадите,
има в [2]. Подобии схеми са
твърде скъпи, защото всеки из-
ЛЕ трябва да има 4 вхо-
^Жкато ЛЕ^на фиг. 4.145) и
грпбва да се вложат повече ИС
D 120. Декодерите иа BCD в
десетичен код се предлагат
и в иитегралио изпълнение —
МН 7442, фиг. 4.144. Те винаги
трябва да се предпочитат пред
реализация с осиовни ЛЕ. За ди-
ректив управление иа индикато-
ри с десетичии входове най-често
се изискват изходи с отворени
колектори. ИС МН 7442 има
стаидартни изходи. Съществуват
ИС с отворен колектор иа из-
хода. Един такъв пример ще
бъде даден в т. 4.7.3.3.
4.7.3.2. Декодер от BCD
в десетичен код за цифрови
индикаторнн ламин
Цифровите индикаторнн лам-
пи изискват ключови транзисто-
ри с достатъчно голяро вапре-
жение в запушено състояние.
В комбинация с диоди може
едновременио да се извършва и
декод Иране. Схемата за едиа
декада е показана иафиг. 4.162-
За други типове лампи или дру-
ге анод ио напреженне стойност-
та на резистора /?Доп трябва да се
изчисли така, че да се установи
указаиият от производителя ка-
тоден ток. Евентуално може да
се наложи промяиа и иа
т;ака че в общата точка на
и /?12 да има 65 V. Входовете
в BCD код са съвместими с ии-
вата в ТТЛ и се евързват ди-
ректив с изходите QA^-QD иа
броячната декада. През вход А
тече катодният ток иа лампата
и за лампи с по-голям катоден
ток изходът Qa иа броячната
декада може да се товари с
4. Това има значение само
когато изходът на декадата ос-
вен с входа на декодера е иа-
Фяг. 4.162. Схема на декодер с траи-
зветори за управление.на цифрова ин-
дикаторна лампа с ТТЛ сигнали в BCD
К'Д
Л—257 ОМ; SS 901; Ку. *?10—220 кй;
16 kw: ЛЕ^ 7^—0 100
т сварен и с други входове (на-
пример както в т. 4.6 5.7). По-
казаиата тук схема иа декодер
е реалнзирана с минимум еле-
менти. Д Ei инвертират
сигналите в BCD код, поиеже
тази схема изисква и инверсиите
сигнали A-4-D Когато броячннте
декади имат прави и инверсии из-
ходи, както например на фиг. 4.21
или в изградеиите броячи с D 172.
ЛЕх^-ЛЕ^ отпадат и иивереннте
сигнали се вземат директио от
брояча. Това обаче изисква двой-
не повече връзки между брояча
и декодера. Транзисторите се
управляват от страна на емите-
ра по вход А. Управление™. иа
транзисторите от страна на ба-
зата става с подаденото в
момента ииво Н през резистори-
те /?13 4-/?17. Транзисторите,конто
се отпушват от подаденото на
базите им иапрежение, но не са
необходимы, се шунтират към
ниво L през диодите Дг~Д7.
Затова във всеки момент е от-
пушен само един транзистор.
4.7.3 3. ИС тнв 74141 —
декодер от BCD
в десетичен иод
за цифрови лампи
Любителите могат да работят
само с виосни ИС от широко
разпространения тип 74141 —
иапример IL 74141 от СФРЮ»
Сквивалеити от СССР й др. То-
ва е декодер от BCD в десети-
чен код с отворен колектор на
изходите за директио управле-
ние на цифрови лампи. ИС 74141
ие стон в производствеиата
програма иа ГДР, поиеже в с-ъ
ответствие с насоките на тех-
нического развитие (индикатори
със светодиод и) този декодер в
349
348
Фиг. 4.163. Разположение на изводите,
таблица иа истинност и еквивалеити иа
ИС SN 74141
бъдеще ще губи постепенно
своего значение. Въпреки това
тук ще бъдат дадени най-важ-
ните указания за приложейието
му.
На фиг. 4.163 са дадени раз-
положението на изводите, най-
важните параметрн и таблицата
за истиниост на тази ИС. По
отношение на таблицата 74141
отговаря на МН 7442, но съще-
ствува значителна разлнка в из-
пълнението на изходите. ИС74141
има изходи с отворен колектор,
конто в запушено състояние мо-
гат да се подлагат на напреже-
ние +60 V (това е гранична
стойност). Максималното токо-
во иатоваряане на изхода при
отпущен изхэдсн транзистор е
само 2 mA. При тези параметра
в приложения, както например в
схемите на фиг. 4.143 и 4.147,
може да изглежда, че изходът
»4141 е в състояние да уп-
нва следващ ТТЛ ЛЕ. То-
: е така, понеже за сметка
350
на голямото допустимо напря-
жение в запушено състояние
изходните траизистори са из-
пълнеии така, че в отпущено
състояние при ток около 1 шА
яапрежеиието иа иасищане е от
0,7 до 1,2 V в зависимост от
екземпляра. Затова в състояние
L изходът не гарантира дори
най-голямата стойност за ннво
L <0,8 V за любителската прак-
тика). По тези причини ИС 74141
може да се вложи в схеми, кон-
то в оригинала са с МН 7442,
само след проба'в коикретната
схема. Напреженнето на насища-
не I V н дори повече е без зна-
чение при цифровите лампи.
Принципната схема иа свързване
на 74141 с едиа цифрова лампа
е дадена на фиг. 4.164. Стой-
иостта иа резистора Rnorf се оп-
редели от наличного захранва-
що напрежение (което трябва
да бъде по възможност по-мал-
ко), от типа на лампата и нен-
ния катодеи ток — максимално
2mA. Диодите се свър-
зват към едно помощио напре-
жение около 50 V, което може
Всички диода SAY 12
Фнг. 4.164. Свързване на цифрова инди-
каторна лампа към декодера 74141
да се получи от захранва icto
на лампите чрез п эд ходя щ де-
лител на напрежение. Диодите
предпазват изходите иа ИС от
иапрежения с по-голяма от до-
пу стимата стойност. Ако се по-
лучи мъждукаие на иевключени-
те катоди, паралелно иа диодите
се свързват резистори /?„ със
съпротивление около 200 kQ.
Диодите могат да отпадиат,
ако разликата между захранва-
щото напрежение и иапрежение-
то на светене (на тлеещ разряд),
което се дава от производителя,
не надхвърля 60 V и ако в схе-
мата са взети мерки вииаги да
има включен катод на Лампата.
На входовете A—D ие трябва
да постъпват псевдотетради за
числата от 10 до 15. защото в
такъв случай всички изходи иа
74141 се запушват, както следва
от таблицата иа фиг. 4.1636.
Това обаче може да се случи и
при десетичии броячи, чиито три-
гери при включване на захран-
ването могат да се установят в
случайни състояния, конто евеи-
туално отговарят па една от
псевдотетрадмте. Само ако са
И’пълиенн вснчки тези условия,
можем да се откажем от диоди-
те ДОЧ-ДЭ без опасения за пре-
товарване иа изходите на ИС
по напрежение.
4.7.4. Регулиране
на яркостта на цнфрови
индикатори
4.7.4.1. Регулиране на яркостта
ва седемсегмеитни иидикатори
Когато устройства със свето-
диодни иидикатори се експлоа-
тират при различии условия на
околната осветленост, възмож-
ността за настройка на яркостта
на индикацията е добре дошла.
При това се иамалява и коису-
мацията на работен ток за све-
тодиодите. Регулнрането на яр-
костта на светодиодиите ниДика-
тори не става чрез изменение на
работния ток, което е техни-
чески осъществимо, но ие е
икономично. Яркостта се регу-
лира, като светодиодът е за-
хранен с нормалей работеиток
и периодично се включва и се
изключва. При достатъчно голя-
ма честота окото вече не въз-
приема мигането и тогава яр-
костта зависи от коефициента
иа запълваие на управляващи-
те импулси. Една подходяща схе-
ма за управление е показана иа
фиг. 4.165. Схемата’ съдържа
тактовия генератор 1\, ЛЕ9>
ЛЕХ. Честотата се ре гулира
чрез Ry в границите от 0,1 до
5 kHz. Гейерагорът управлява
моиовибратора ЛЕ3—JlEit чието
активно време се иастройва чрез
351
ЛЕ^ЛЦ-DIOO
7,-SS216E(J3>150)
Af-SAY12-~ 32
Фиг. 4.165. Схема за регу-
лиране на яркостта на се-
демсегментни иидикатори.
свързанн в схема с вход
за управление или моду-
лацня
/?2 на около 0,2 ms. При 7?х=0
чрез /?2 едиократно се настройва
максималиа яркост иа светодио-
да, за която вече не се възчриема
мигане. След това /?2 може да се
замени с обикиовеи резистор. Се-
га иа изхода иа ЛЕ± се получа-
ват периодични сигнали с иво
L и продължител ?ост около
0,2 ms, конто се използуват за
включваче на светодиода. Кога-
то изходът на JIE4 е в Н, све-
тодиодът изгасва. Продължител-
ността иа нивото Н е обратно
пропорциоиална иа честотата на
тактовия генератор, т. е. с уве-
личена нето иа се у величава
и продължителиостта на пауза-
та в светенето. Следователно
дава възможиост за управление
(регулиране) иа яркостта в ши-
роки граници. Изходният сигнал
на ЛЕЛ може да се подаде на-
пример иа'входаРС на схемата
от фиг. 4.161. Когато е нужен
сигнал за вход за тестване на
яркостта, например вход Bxltt иа
фиг. 4.157, той се взема от на-
ходя на ЛЕ%. При подаване на
сигадл L към такъв вход схе-
мата реагира с изгасване иа све-
тодиодите.
4.7 Д.2. Регулиране на яркостта
^Жцнфровн лампи
^Ркатодиият ток иа цифровите
лампи трябва. да се запазва по-
стоянен в тесии граници, защо-
то в противен случай ие се по-
лучава светене (тлеещ разряд)
по целия катод н видът иа
цифрата „се обезобразява". За
цифровите лампи също може
да се използува описаният в
предната точка принцип на ре-
гулиране с широчииата на им-
пулса. Обаче за вснчки обикно-
веии декодерни схеми, включи-
телио и за описаните в тази
книга, такова управление е въз-
можно само чрез свързване на
аиода иа лампата накъсо към
маса, при което иапрежението
на горене на лампата става при-
близително нула и лампата из-
гасва. Подходящ превключващ
елемент за целта е тиристорът,
защото е безинерционен и с до-
статъчна електрическа якост. На
фиг. 4.166 са показани две схе-
ми за такова управление. Под-
робности за тиристорите и тех-
ните параметри могат да се на-
мерят в (I). Лампите се захраи-
ват с пулиращо едиопътно
нзправено напрежение, което се
взема директно от вторичиата
намотка иа мрежовия трансфор-
матор през Др Вариаитът на
фиг. 4.166 а е подходящ за ед-
иовремеина работа на 1-4-4 ци-
фрови лампи, а за управление
на 4-?8 лампи се използува ва-
риантът б. Елсментите Д-=-Д6,
352
Фиг. 4.166 Регулиране на
яркостта иа цифрови ин-
дикаторни лампи по прин-
ципа на фазовата отсечка
с тиристор,
Лч-д,—SY4O4
Л,—S\AI2(SY2.'4>
Д1—диак (схмстричсн днни-
стг.р) SRlOl/1-з-З
ГЛ,—ЭТ103/4
Al
У?, и Ci заедно с тиристора
Thy образуват схема за управ-
ление с фазова отсечка. Прин-
цидът и никои подобии прило-
жения са дадеии в [1 ]. Тиристо-
рът Thy се отпушва през всяка
положите л на полувълна и от
момента иа отпушване дава на-
късо анодиото напрежение иа
лампите и те изгасват. Свърза-
ният последователно иа Ду ре-
зистор предпазва от късо съе-
дииение на работното напреже-
ние при отпуй!ване на Thy и
едновременно трябва да осигу-
рявя иеобходимия ток иа задър-
жане за Thy. С увеличаване на
броя на лампите падът върху
този резистор се у величава,
коетр е недостатък на схемата.
Като1 тригереи елемеит за тири-
стора е употребен диакът (си-
мметричен динистор) //б, произ-
водство на ГДР. (Производство-
то му към момента иа издаване
на киигата беше спряно за
сметка иа внос от страиите—
члеики на СИВ, еквивалеитни
типове се произвеждат н ЧССР.)
Вместо диак може да се изпол-
зуват четирислойнн диоди или
описаинте в [1] помощии схеми
за запалване с 2 транзистора.
В зависимост от положеиието
на плъзгача на Ry лампите ос-
тават включеии за част от по-
лу периода на эахранващото иа-
прежеиие и тяхната прйвидна
яркост се регулира, независимо
че катодният ток остава постоя-
нен. В края на всеки период
Thy се запушва отново, така че
в началото на следващата по-
лувълна лампите се запалват
пак. На- мястото на Thy могат
да се употребяват всякакви ти-
ристори за 1-^-ЗА.
Във варианта от фиг. 4.166#
тиристорът дава всяка лампа.
йоотделно нак ьсо към маса през
разделителните резистори Rp .
Това предполага, че през /?доп
и 2?р тече достаточно голям ток,
за да държи Thy откушен. По .
тази причина вариант б не е
подходящ за управление на по-
малко от 4 лампи. Съпротивле-
нието на Rv е около 0,5 Rrw.
Стойността на RDon (която отиа-
чало се определи както при
нормална работа) се намалява
двойно, понеже лампата ще ра-
23 Интеграции схемн
353
боти в нмпулсен режим с мак-
симум 50% продължителиост
на светеие и съответно катод-
иият ток може да има два пъти
по-голяма стойиост. Този режим
се допуска от производителя.
Т к трябва да се вземе под
внимание действието иа удвое-
ния катоден ток върху изходите
иа декодера: в схемата на де-
кодера могат да се променят
енентуалио съпротивлеиията. Къ-
дето това е невъзмижно и уд-
воеиият ток ще бъде недопу-
стимо голям (например за
ИС 74141 в схемата на
фиг. 4.163 и 4.164), трябва да
се работи със съответно по-го-
ляма стойност иа /?доп и съот-
ветно по-малка вачална яркост.
Подробно описание на режими-
те на работа на тази и някои
подобии схеми има в [43].
4.8 . ЦИФРОВИ ЧАСОВНИЦИ
В ТТЛ ИЗПЪЛНЕНИЕ
4.8.1. Принцип, точност
и разходи за цифровите
часовници
Все още за любителнте съ-
ществ.ват неясноти по отноше-
ние на разходите и точността
иа цифровите електронни ча-
совници. Затова даденнте тук
няколко указания са напълно
уместни. Разходите за цифров
часовник се оправдават само
тогава, когато еталонното вре-
ме се получава от кварцов ге-
нератор. Прииципът иа изграж-
даие на един цифров часовник
К оказан на фиг. 4.167. Блоко-
а схема може да служи ка-
модел за собствени проекта
при конструктивного обедине-
354
иие на описаните по-нататък
единичии схеми.
Кварцовата честота с голяма
точност и иормална стойиост
1 MHz се дели от ияколко де-
лители на честота в съотиоше-
иие 10® :1. На изхода на вери-
гата делители се получава такт
1' Hz, наречен още секунден
такт. Този такт се подава към
ияколко свързани един след
друг броячи. Коефициентът на
леление (броене) е нанесен за
всеки брояч. За Бр3 и Бр& той
е 6:1. За Брх той е 3:1, поне-
же трябва да се изобразяват
само цифрите 0, 1 и 2. Коефи-
циентът на Бръ зависи от Бр^ и
може да бъде 10:1 или 4:1,
защото след „0“ и „1“ в Брх
броячът Бр2 трябва да има об-
хват от 0 до 9, а след „2“ в
Брг Бр7 може да показва иай-
миого „3“ — например 09.00.00,
19.00.00, ио максимално 2 L59.59.
Затова е нужна допълиителиата
дешифраториа схема Деш. Кога-
то в Бр7 има Д.*9Деш иулира Бру
иБр2 след състояннето им „23“.
Следователно Деш. трябва да
разпозиае състояние ,2* иа Брг
и състояние „4“ на Бр2 и кога-
то това съчетанис се появи, да
установи ведиага Бр^ и Бр2 в
нула.
На изходите иа всеки брояч
е свързаиа декодериа схема за
присъедииения към нея индика-
тор. Като индикатори могат да
се използуват цифрови лампи
или седемсегмеитни светодиод-
ни иидикатори, конто са за
предпочитане. Цифровите лампи
имат предимството ла се раз-
позиават от по-голямо разстоя-
ние. Но и. показанията иа све-
тодиодните индикатори от типа
на VQB 71 могат да се разли-
чават от 3 до 5 т. Захранва-
щият блок осигурява захранва-
що напрежение за ИС и анодно
напрежение за цифровите лампи.
При изпълнение с MOS ИС мо-
же ha се постигне най-малък
общ разход на ИС и опроводя-
ване, ио изпълнеиието не е зна-
чително по-иковомнчио в срав-
нение с ТТЛ ИС. Изпълненйето
с ТТЛ ИС има редица техни-
чески предимства за любителнте.
Честотата на кварца в люби-
теле ката практика е 100 kHz или
1 MHz. Специалните „часовни-
кови“ кварцове за 32,768 kHz
са запазеии преди всичко за
проммшлеността. Любителнте
могат да си набавят кварцове
за 100 kHz и 1 MHz от тър-
говската мрежа често на изгод-
ни цени. За предпочитане са
кварцовете за 1 MHz по след-
иите причини: те са по-евтини,
с по-малки размери и по-нечув-
ствнтелии към удари. Разходи-
те за един делител ЦО: 1 в по-
вече са без значение. Стаидарт-
иите кварцове за 1 MHz са с
точиост обикновеио 50.10“®,
т. е. честотата им може да се
Фиг. 4..I67. Глокова схема
на цифров кварцов ча-
совник
различена от иомииалната с
±50 Hz. Свързаният последова-
телно на кварца увличащ кои-
деизатор (Су иа фиг. 4.12 а —
тази схема е подходяща за
описания по-нататък кварцов
часовник) позволява настройка
иа честотата с точиост ±1 Hz.
Ако се вземе предвид и иеиз-
бежният процес на старееие,
при поддържане на обикновената
стайна температура може да
се постигне постоянство от око-
ло 5. 10"6 за година. Тъй като
една година има около 31,6.106 s,
при грижлива настройка на квар-
цовата честота точиостта до-
(*гига ±160 s за година. Поне-
же част от появилите се греш-
ки се компенсират сами (дори
при експлоатация в жилищио
помещение колебанията на тем-
пературата не могат да се из-
бягнат), в най-добрия случай
точността иа любителе ки часов-
ник може да достигне ±1,5 min
за година. Това предполага, че
в схемата ще бъдат у потребен и
надеждни броячи и делители,
конто даже при въздействие на
външни смущения, токови уда-
ри по мрежовите проводиици и
355
т. н. никога няма да сбъркат.
По тези съображения ие бива
да се използуват опростените
схеми на делители на частота,
изпълиенн например с мочови-
братори, управлявший по фронт
RS-тригери и подобии схеми от
литературата за любители. При
по-дълга работа тези схеми се
оказват ненадеждни'.
По принцип е възможио за
еталон да се вземе честотата на
мрежата и по този иачии да се
избягнат кварцовият генератор
и част от делителите. За тази
цел е подходяща иапримеп схе-
мата от фиг. 4.97. Опитно е
устаиовеио, че честотата на
мрежата се колебае с +0,5 Hz
и най-често е под 50 Hz. Това
означава, че точиостта на часов-
ника ще бъде иай-малко с три
порядъка по-ииска, грешката за
,едио денонощие ±10 шГп, а за
една година ±60 h. Следова-
тел но точността е по-малка от
тази иа качествените механичнн
часовници. По тази причина так-
тът 1 Hz от схемата на фиг. 4.96
ие е подходящ за цифрови ча-
совници. Става ясно, че цифро-
вият часовник има смнсъл само
ако се задава от кварцов гене-е
рато.р с изключение иа случает,
когато има причини да се тър-
си по-евтино решение за циф-
рова индикация.
Ако се откажем от изобрази*
ване на секундите, ще отпаднат
декодерите Дъ и и свърза-
иите към тях индикатори, но не
и броячите Бръ и £р6(фиг. 4.167).
Изграждаие на часовник само с
от серията D 100 е възможио,
^Лнчисква много ИС. Това Става
от фиг. 4.167 и схемите на
декодери, броячи и делители.
Най-изгодната концепция по от-
ношение на разход иа ИС и
опроводяване предвижда за де-
лители и броячй МН 7490 (евен-
туално по-скъпата ИС D 192), а
за декодери — специализираните
ИС в зависимост от избраните
индикатори. Например ако ин-
дикаторите са седемсегментни,
ще се използуват D 146 и D 147.
Освен спомеиатйте ИС са необ-
ходимы само няколкЬ допълни-
телни осиовии ЛЕ (около 2 ИС
D 100) за дешифраториата схе-
ма и за кварцовия генератор.
Особено важен е филтровият
кондензатор към всяка ИС
(фиг. 1.24)—именно за такива
случаи, когато подобии броячи
и делители не трябва да до-
пуснат грешка дори в толкова
дълъг непрекъснат режим га
работа. Когато се изгражда циф-
ровият часовник, в него тряб-
ва да се предвидят възможно-
сти за използуване и за други
цели — например контакты за
реализиране на реле за време.
Подобии възможности трябва
да се заложат от самого нача- *
ло, за да бъде предвидено мя-
сто за монтаж, захранването да
бъде изчислеио със запас и
точките за присъедиияване на
допълнителни схеми да бъдат
лесиодостъпни. Препоръчител-
на литература по въпросите на
цифровите часовници с а [53],
[54]. [55], [56] и [57]. Понеже
всички отделни функционални
схеми вече са били разгледанн
в настоящата книга във връзка
с други въпроси, ще бъдат да-
дени само кратки указания към
отделните функционални групп.
4.8.2. Кварцов часовник
с TTJ1 ИС с по-висока
степей на интеграция
щото иапрежение на декодерите
4.8.2.1. Блок индикация и индикаторите да може да се
изключва. Това може да става
За индикация се използуват ръчно или автоматично от схе-
или цифрови лампи със съот- мата за сигнализация при отпа-
ветните декодери, или сед ем- дане на мрежата. Тогава бате-
оегментни светодиодни иидика-' рията може да бъде по-малка
торн VQB 71. Тогава всеки де- или да нокрива по-дълго отпа-
кодер ДЛ~Д^ се състои само дане на мрежата.
от ejftia ИС D 146 или D 147.
Транзисторът Л от фиг. 4.161
огпада. Няма нужна в от за-
тъмняване на нулите (изводи
RB1 и BljRBO). Регулирането
иа яркостта може да остане, ко-
гато например часовникът се
използува в спалнята. За целта
схемата от фиг. 4.165 трябва да
се дооави. а също да се пред-
видят транзисторите Т2~ТЪ от
фиг. 4.161. Схемата за регули-
ране на яркостта може да се
разние за шестрезредиа индика-
ция. Две от наличните в VQB 71
десетичнн точки трябва да се
свържат през техните /?ДО|, към
маса за разделяне на показа-
ние'! о на часове, минути н сё-
кунди. Остаиалите десетични
точки остават неизползувани
или с тях се сигнализира отпа-
дане на мрежата (т. 4.8.2.4 и
фиг. 4 90).
С цнфрови лампи не може да
се получи индикация при отпа-
да не на мрежата. Нала га се да
се използуват ИС 74141 (фиг.
4.163 и 4.164) или по една схе-
ма от фиг. 4.162 за всеки де-
кодер. Последиото решение
нзисква за шестразредна инди-
кация 46 транзистора и 40 дио-
да! Понеже пифровият часовник
трябва да има предвидена ба-
терия за случая на отпадаие на
мрежата, при седемсегментни
индикатори е. изгодно захранвЗ-
4.8.2 2. Генериране
на такт 1 Hz
Подходяща схема иа кварцов
генератор е показана на фиг.
4.12 а. Третият ЛЕ е излишен,
ако входът на делителя рабо-
ти статично (МН 7490, D 192,
D 193, делители с D 172). То-
зи ЛЕ остава за тригери, управ-
лявани по фронт (делители с
D 174 или с RS-тригери, съста-
веии от ЛЕ D 100 и въишни
RC-групи). В първия случай за
генератора се използуват два
ЛЕ от една ИС D 100, а оста-
налите два—за дешифраторна-
та схема към брояча. Понеже
за дешифратора са нужни 6 ЛЕ
(за броячи с МН 7490 или
D 192), трябва да се добави
още една ИС D 100. За дели-
теля на честота могат да се
свържат последователчо произ-
волни делителнщ схеми. Препо-
ръчват се делителни стъпала
10:1 от съображения за пре-
гледност, например схемите от
фиг. 4.21 или 4.24. Препоръчва-
иите понякога (особено при из-
ползуване иа D 100) други кое-
фициенти на деление позволяват
да се спестят най-много 2 три-
гера (една ИС D 100), ио пора-
356
357
ди различимте обратил връзки
те по скоро представляват за-
труднение за любителите. Ако
има възможност, за делители
трябва да се използуват МН 7490
(т. 4.6.4.1.). ИС D 192 са също
подходящи, но са по-скъпл
(т. 4.6.4.2.). Делителите с D 100
са иа иай-изгодна цена от „сто-
ните за любители", ио изискват
най-много материали, труд, вън-
шно опроводяваие и не вичаги
имат необходимата издеждиост
в режим иа продължителиа ра-
бота. За реализираие на дели-
телите с D 100 ще бъдат йуж-
нн 12 ИС. Нулирането на вери-
гата делители не е задължител-
нб, но е важно за точиото
стартиране иа часовника. За ну-
лираие всички входове /? на
делителите се свързват към
един нормално отворен контакт,
който при затварянето си с пи-
ра хода иа часовиика. Първият
такт I Hz се получава точно
едиа секунда след отваряието
на контакта (при делители с
МН 7490 се използува входът
/?0). Тази възможиост не е по-
казана иа фиг. 4.167. Броячите
или не се нулират, или се ну-
лират автоматично само при от-
падаие иа мрежата. Ако споме-
натият контакт за н-’Лиране на
делителите се предниди, отпада
положението „Изкл* иа Ку. Кг
може да се свърже допълни-
телно към изхода 10 kHz на
брояча.
Точките на свързване иа Ki
са изходите Qo на съответните
бооячи. Kt служи за бързо до-
гане до желаното време при
ляване или настройка на ча-
Киника. При приближаваие до
желаното време ходът иа ча-
совиика се забавя чрез Кг и в
положение „Изкл* се спира.
Стартът (например при сверява-
не с астроном ичес кото време от
ра диото) става в положение
„Работа* иа
Точността на хода иа часов-
ника се коригира по-късно чрез
често сверяване с радиото и
донастройка с кондензатора Су
в схемата на кварцовия генера-
тор. Това е един протьлжите-
лен метод, койго обаче сигур-
но води към целта без необхо-
димост от измервателии уреди,
с каквито любителите не разпо-
лзгат.
48-2-3. Броячи
По принцип всички броячи
Брг-^Бръ на фиг. 4.167 могат
да се изпълнят с D 100 (за
10:1 —фиг. 4.21, за 6:1 —
фиг. 4.20 и за 3:1 — фиг. 4.20
без първия тригер). В такъв
случай ще бъде необходим са-
мо още един ЛЕ за дешифра-
ториата схема от фиг. 4.16'’, чии-,
то два входа трябва да се
свържат към изхода Qb на Е>рх
и изхода Qc на Бр7. Изходът
на Деш ще нулира всички три-
гери в Epi и Бр2 по показания
иа фиг. 4.15 6 начин през дн-
оди.
По-рационално е брояччте да
се изпълнят с ИС МН 7490 или
D 192.. Схемата на свързване за
делнтел 10:1 с тези две ИС е
показана иа фиг. 4Л68. С пре-
късната линия е даден начи-
иът на евентуално блокираие в
нулирано състояиие, което се
извършва от схемата за сигна-
лизация при отпадане на мре-
жата. ИС D 192 може да се
358
MM) +<Jcc
ОдОрОсОс ^CC
Таит
L ,12 3 » it 5\нулиране^Ь 3 3 e 3 к \ Препон
01. 7/. on __У — К П *?9 <» _
n n90
гз Б i ю
Такт :
*--♦ Само so D193
< * Нулиране б)
Фиг. 4.168. Броячни стъпала 10:1 за
цифровая часовиик:
я—с МН 7490; б—с D 192. D 193
замени с D 193, която с допъл-
интелна външна логика брой
десетичво. Тази възможност е
показана с втория ЛЕ и връз-
кмте с прекъсната линия иа
фиг. 4.168 б, а фу икцион и ране-
те е даденовт.4.6.4 2. ИС D.192
ияма ^ужда от този ЛЕ.
За реализиране иа коефици-
ент иа деление 6 за Бр3 и Бр5
е необходима йешифраторната
логика, която за МН 7490 е по-
казана ня фиг. 4.169 а, а за Г) 192
и D 193 — на фиг. 4.169 б. Об-
ръща се внимание на различни-
те точки, от конто се сиема сиг-
налът за пренос към следваща-
та Декада, понеже МН 7490 се
управлява с положителен так-
тов импулс, a D 192 и D 193—
с отрицателен. Необходимите
Фиг. 4 169. Броячни стъпала 6:1 за
цифровия члеевник:
а—с МН 7490; б—С 0 192. D 193
4 ЛЕ за Бр3 и Брв са от една
ИС D 100.
Накрая фнг. 4Л70 показва
схемата за индикация на часо-
вете (Бр{ и Бр^. Дадеиата оп-
ростено на фиг. 4.167 дешифра-
торна логика се съетои от ЛЕг
н ЛЕ2. Тъй като иулиращияг
импулс е много кратък и из-
чезва веднага, щом иякой or
изходите се превключи, иа из-
хода на ЛЕХ е евързаи конден-
затор с капацитет 1 nF за удъл-
жаване на импулса до около
60 ns. По този начин се ком-
пенсират различите в параметри-
те на днете ИС и се гарантира
сигурио нулиране иа двата броя-
ча. Нлиращият импулс се по-
лучава, когато тези декади тряб-
ва да се установят в състояиие
„24“:.вместо „24* състоянието
със скок става „00“. Входове-
те за блокираие .лри отпадане
иа мрежата са дадени с пре-
късната линия. Освеи това от
изхода Пра при нужда може да
се снеме импулс за преиос на
ЛОдОДр *UCc
Такт
VzDfQO
Нулиране
-rllcc
ц иг
Прекос
5 0192(0133) р' ^П^енас
« в гт—
1---\ticm
б)
Нулиране
359
Фиг. 4.170. Броячи на часовете в циф-
ровия часовник и де шифратор на ло-
гика:
л—с МН 7490; бс D 192, D 193
дата та, който е необходим на-
пример за описания в т. 4.8.3.5
изход иа брояча на датите.
Изходите Qi^-Qo на броячи-
те се подават към съответните
декодери. Ако за декодери са
иэползуваии ИС, например 74141,
D 146 и D 147, всички входове
и изходи на декодерите трябва
да бъдат свързани към дека-
дите, независимо че не всички
числа ще се изобразяват. Напро-
тив, когато се използуват циф-
рови лампи по схемата от
фиг. 4.162, декодерите Декх,
Дек* и Декъ могат да се опро-
стят. Неизползуаанитс катоди
се оставят несвързани, а при-
иадлежащите към тях траизи-
стори и други елементи отла-
дят. За Дек3 и Дек5 се спестя-
f транзисторите Т6~Т9, 6 ре-
Ора и един диод, q за
, •—транзисторите Т3~Т3,
щте Лв и Д и 10 рези-
стора.
4.8.24. Тойозахранване
При.щипиото изпълнение на
блока за захранване от мрежа-
та на кварцовия часовник е по-
казано на фиг. 4.171. При него-
вото лрэектиране за основа бе-
ше взета схемата на опитиия
образец съгласно фиг. 4.167: де-
лител— 6 ИС МН 7490, бро-
яч—6 ИС D 192, декодер —
6 ИС D 147, индикация — 6 ин-
дикатора VQB 71. За тези еле-
ментн бете необходим ток око-
ло 1,5 А от източника на 4-5V,
което предполага доста мощно
захранване с изправителни дио-
ди Ду и Д2 за 10 А. Изглаж-
дащнят кондеизатор Сф трябва
да има капацитет най-малко
5000 pF. Стабнлизаторът може
да се изпълни по схемата от
фиг. 2.18 или много изгодно по
схема га от фш> 2.30. Съгласно
указанията в т. 2.4.4. последна-
та схема се изпълнява с . мощ-
иия транзистор 3 NLT 74 за то-
варе н ток най-малко 1,5 А, а
А>о=0,4 Й. Светодиодиата ин-
дикация се захранва непосред-
ствеио от Сф, за да се облекчи
стабнлизаторът. Индикация та
изгасва при отпадане на мре-
жата. Ак^ това не трябва да
става, диодът Д3 отпада. При
този иачии иа захранване до-
пъличтелиит^ резне тори /?дОП-от
фиг. 4.161 трябва да бъдат по-
големи от 68 У. В зависнмост
от използувания трансформатор
и от действителиата стойност
на напрежението върху Сф (тя
трябва да се измери и да се
отчетат възможните отклонения
иа мрежовото напрежение) съ-
противлението на допълнител-
Стабили-
затор
Т°изх;-^ Нулиранеза
дрючите
(D192J193;извод ЦилиЛЕ \
\МН 7430изводи2.Зил и ЛЕ/
12V~
Фиг. 4.171. Токозахранване на цифро-
вия часовник
©1Ч-С;4-за 10 A; D3—SY 200; Сф=5000>F/25V;
за стойнопше на и С,—вж. текста!
ния резистор може да се опре-
дели по форм 'лата*
D V
Кдоп- /сд. mA ’
където с е означена стой-
ността на максималното напре-
жение върху Сф при работа.
Токът 2СД може да се замести
предвидливо с 15 mA, което
допринася за удължаване иа
живота на цифровата индикация
и оставя^резерви за пренапре-
жеиия от мрежата. Разликата
в яркостта в сравнение с мак-
сималната стойиост (20 mA за
VQB 71) е иезначителиа. Ако
стабнлизаторът с изпълнен с до-
статъчно мощен транзистор и
отделената мощност не е проб-
лем, светодиодите могат също
да се захранят от стабнлизира-
ното напрежение +5 V. Тогр-
ва /?доп=68 Q.
На първичиата страна на транс-
форматора непременно трябва
да се предвиди кондеизатор
за подтискане на радиосмуще-
» 1А За инЯикаторите
ъ1,5А
P-r 10V 'рсгмаяиза^
’ за отла-
'лазахр^
Вход PC на.
декодера.
ния (проходен кондеизатор
0,05 pF+2.1250 pF, 250 V). От
една страна, тон предпазва от
проиикване на смущения от мре-
жата, конто биха довели до
грешки в броейето, а от друга
страна — от нежелаио из.тьчва-
не по мрежовите проводиици иа
кварцовата честота и нейните
вис ши хармоиици, което проти-
воречи иа наредбите срещу ра-
диосмущеиията. Средният из-
вод на защит нйя ковдензатор
С3 се заземява, докато общата
точка на схемата (масата иа схе-
мата) ве трябва да има връзка
със заземяването!
Тъй като часовникът се из-
ключвд дори при кратковремен-
но отпадане Hatмрежата и при
известии условия се включва
със значителнн грешки (бренчи-
те могат да се установят в про-
изволни състояния), в подобии
часовници вии^Ги се предвиж-
да буферна батерия, която пе-
не за кратко време позволява
да се преодолеят отпадания иа
мрежата. Акумулаторът е свър-
зан през предпазителя Лр2, а
диодите и го отделят от
зйхранването иа светодиодиата
индикация и от напреженнето
361
360
което при захранване от
мрежата е по-голямо от напре-
жението иа акумулатора. При
захранване от мрежата акуму-
латорът получава малък заря-
деи ток през и Д5. Зарядни-
ят ток се настройва чрез R6 по
такъв иачин, че акумулаторът
винаги остава заредеч, но не
може да се заредй над допусти-
мого. За оловнн акумулатори
зарядният ток е около 1 mA
на 1 А. h капацитет, а за иикел-
кадмиеви — още по-малък. Це-
лесъобразно е R6 да се уста-
нови опитио чрез измерване на
зарядчия ток на мястото иа
предпазителя Пр.2. При оттдз-
ие на мрежата акумулаторът
веднага поема аахраиването на
ИС, при което Д, се отпушва,
а Д3 отдели индикаторите за
пестене на енергия. Намалеиие-
то на се компенсира от ста-
билизатора. Дозареждаяето на
акумулатора става или изаън
часовника, или чрез намаляване
иа R& като паралелио на него
се включи по-малко съпротив-
леиие чрез т. нар. „ключ за за-
реждаие". Типът и големината
на използуваиите а<умулатори
зависят от целите-на приложе-
нието и конкретните изискваиия.
Краткоеременин отпадания на
мрежата (за няколко минути)
могат да се преодолеят с по-
слсдователио съединение на
6—7 единични клетки (тип Р20)—
тогава R6 и Д5 отпадат. За все-
ки случай трябва да се пред-
видя сигнализация при отпада-
ие на мрежата даже само за
контрол иа батерията. На фиг.
тя е показана, а изпълне-
става по схемата на
4.90. Нивата иа изходите
362
ИзХ1~Изх3 в състояние иа по-
*кой (неактивно състояние) са
означеии на фигурата. Тези ни-
ва се получават след натискане
на бутона Бмч от фиг. 4.90.
Схемата предлага три възмож-
иости за сигнализация при от-
пад аие на мрежата. По Изх2
може да мига или цялата ин-
дикация, иля само двете десе-
тичии точки за разделяне на
часове от минути и минути от
секунди. Тези десетичйи точки
трябва да се свържат през съот-
ветните /?лоп не директно към ма-
са, а към Изх2. Изходът Изх3 мо-
же да управлява иякоя иеизползу
вана десетичиа точка, която съ-
що ще мига. Свързваието на де-
сетичните точка предпочага, че
захранването на индикаторите
става от 4-5 V за ЙС. В про-
тиве 1 случай по-голямото за-
хранващо напреженне на ииди-
каторите ще проиикне през dp
към Изх2, р^сп. Изх3, конто са
стандартни ТТЛ изходи, и ще
ги претовари по напреженне. По
H3xt може да се извърши че-
посредствеио нулира че иа броя-
чите МН 7490 или D 192, D 193,
както беше споменато за фиг.
4.168. Ако за същата цел се
използува'т показаните с пре-
късната линия входове на ЛЕ
от фиг. 4.168 до фиг. 4.170,
трябва да се вземе сигнал от
Изхх (фиг. 4.90) Тази възмож-
иост за нулиране е подходяща
само ако се работи без акуму-
латор. Тогава при отладане иа
мрежата иа индикацията има
00.00.00 и часовникът не мо-
же да тръгне. Ако се откажем
от Изхл и се използува само
мига нето, предизвикано от Изх2
и Изх3, този сигнал ще ии на-
Фиг. 4.172. Бутон и за
коригиране на .хода" на
цифровия часовник. конто
се евързват към първата
декада на делителя к
1MHz
Ст кварцов
генератор
6#3-
ъ nto и-
$23 6710
Ли* втората
~~ уаст
Ш1Г, .
Перво делително
^Ucc стъпало
JlEfCEfDllO(%DiOO)
помня за нужда та от сверяване
на часовника и коитрол иа съ-
стоянието на акумулатора след
възстановяването на мрежата.
4.8.3. Допълнителни
възможности на кварцовия
часовник
В т. 4.8.1 вече беше обосно-
вано рационалното повишаване
иа приложиите качества иа квар-
цовия часовиик, което се пости-
га с от -осителио малки разходи
в Сравнение с общите. В след-
ващите точки се разглеждат ия-
кои възможности във връзка с«
вече описани схеми.
4.8.З.1. Корнгнране на хода
иа часовника чрез бутоии
към делителите
«а честота с МН 7490
ИС МН 7490 предлага удобен
иачии за намаляване иа коефи-
циента иа деление два пъти
(фиг. 4.114 в, ключ Kj). За един
кварцов часовник. регулираи
грубо и пуснат в експлоатация
или след продължителна рабо-
та, отклонението от точного вре
ме е само няколко се'кунди.
Превключвателят от фиг. 4.167
не е подходящ за компенсира-
•ие на такива незначителни греш-
ки. За целта първнят депител
с нзходиа- честота 100 kHz се
допълва с два коригиращи бу-
тона Б„3 и 7>нп съгласио
фиг. 4.172, конто обнкновено са
в миниатюрно изпълнение. Ос-
вен тях са иужии още ЛЕг -=- ЛЕ3.
Ако часовникът избързва. се
натиска Бкз. При иормална ра-
бота ЛЕ^ е блокиран, а иеобхо-
димата връзка между изводи
1 и 12 на ИС се оеъществява
през ЛЕ2 иЛ£'3. При натиснат
Бт освеи ЛЕг се блокира и ЛЕ%.
В резултат на това ЛЕ3 и всич-
ки останали делителии стъпала
ие получават такт. Часовникът
спнра, докато Бкз е затворен.
Ако часовинкът изостава, се зат-
варя Лип, ЛЕ2 се блокира и так-
тът „заобикзля" първия тригер
на МН 7490 през ЛЕЛ и ЛЕ3.
На изхода иа този брояч се
получава честота 200 kHz — ча-
совникът „върви" двойио по-
бързо. След като разликата меж-
ду показаиието на часовника и
точного време се установи, се
задействува £нз(или £>нп)за вре-
ме, точно колкого е устаиовеиа-
та разлика. без да се спира ча-
совникът. По такъв начин квар-
цовият часовиик се сверява с
астрономического време от ра-
дисте. При известно умение бу-
363
тоните Б„3 и Бнп позволяват све-
ряване с точност до 0,1 s.
Методы от фиг. 4.172 може да
се използува и когато броячите
са изпълнени с D 100 по схе-
мата иа фиг. 4.21. За целта из-
ходът иа първия тригер от
фиг. 4.21 (Qyj, респ. Q,) се свърз-
ва с входа на ЛЕ* от фиг. 4.172,
а изходът на ЛЕ3 — към об-
щата точка иа диода Дг и пре-
хвърлящия коидензатор иа из-
хода Qj от фиг. 4.21.
4 8.3 2. Предаарнтелно задаване
на времето чрез ключ „запис" прн
D 192 и D 193
Както вече беше показано в т.
4.64.2, в броячнте D 192 и D 193
може асинхронно да ее „запише“
производно избрано състояиие.
Ако броячът иа часовника е из-
градеи с тези ИС, иеудобнцят
за обслужване превключвател
може да се замести с един
обикновеи ключ или още по-
добре с иулиращия бутон за
делителите, описан в т. 4.8.2.2.
Предварителното нагласяване на
желаиото начало на работата
(старта) на часовника вече ие
става с бързо „превъртане* на
брояча както на фиг. 4.167, а
чрез директно устаиовяване на
желаната цифра във всяка де-
када. Това се извършва после-
дователно за всички декади. За
целта е необходимо към схе-
мите от фиг. 4.167 до 4.170 да
се добави схемата за запис от
фиг. 4.134, разгл'едана при че-
стотомера. Входовете за данни
Bj^—Bxp за всички декади се
ЛЬзват паралелно. Желаиата
се иабира чрез общия га-
превключвател и след то-
ва се „записва" в съответиата
декада чрез иейиия бутои за
запис. Ако е необходимо, запи-
сът се извършва, без да се спи-
ра часовникът. Подробиостите
за превключвателн с а дадени в
т. 4.6.5.2. Целесъобразно е пре-
включвателят и бутоните за за-
пис да се разположат иа задиа-
та стена на часовника. Понеже
функциите им съвпадат с тези,
описаии при честотомера, тук
ие са иужии повече обяснения.
4.8.3.3. Изход за заукДво
сигнал изм ране на нремето
Сверяването иа часовника с
друг еталонен часовиик, напри-
мер от телевнзиоиния екран,
става неточно, защото едва ли
е възможно да се следят двата
часовника одновременно. Тъй
като става дума за отстранява-
ие иа разлики от порядъка на
няколко секу.чди, възможността
за звуково сигнализи ране иа вре-
мето ог нашия часовиик е мно-
го ценна. Подобен случай е мар-
кирането на времето при маг-
нетофоиии записи от различии
източници, при което развнтие-
то на процесите във времето
трябва да бъце оценено съвсем
точнб. Тогава на помощ идва
едиовременният запис иа звуков
сигнал с честота 1 Нг и голя-
ма точиост. За тази цел кварцо-
вият часовиик трябва да разпо-
лага с изход за собствено зву-
ково сигнализиране на времето.
Схемата е показана на фиг. 4.173.
На изхода на ЛЕ9 се свързва
миниатюрен високоговорител,
който се вгражда в часовника.
На мястото иа високоговорите-
ля може да се свърже резистор
Dm
Оекадата,
секунЗи.10'
(Тахт 1s)
1Hz
ftyiF
Вг
Отдели-
теля
'ЗооигТДП
От декад'типа
минута.10
*4
ЛЕ,№г-0Ш1(В121У)
Л&-ЛЕе-Л!00
Alfi^Y12^32 с.
Л1
&
Фиг. 4.173. Генератор на собствена
звукова сигнализация на времето в
цифровия часовиик
със съпротивлеиие около 100 2.
От него през обикновен диодеи
съединител се снема НЧ сигнал
със стойност около 3 V, който
по-нататък може да се . преоб-
разува за конкретните ну жди.
При затваряне > на ( ключа
ЛЕ2 се блокира и високогово-
рителят Вг се изключва. е
нужен само при вградеи високо-
говорител. Когато К\ е отворен,
ЛЕ2 периодично се разрешава
от такта 1 Hz, като на изхода
му има 0,8 s ииво L и 0,2 s ии-
во Н. Това съотношение идва
от таблицата иа кода BCD
(фиг, 4.102): изходът на дели-
теля е всъщност Qo иа послед-
него делителио стъпало. Следо-
вателно звуковият сигнал про-
дължава 0,2 s. За стробиране
на такта 1 Hz се използуват
честотите 500 Hz и 1 kHz, кон-
то се вземат от подходящи точ-
ки на делителя (фиг. 4.114 в)
Чрез декорираие на състояиие-
то» иа брояча от ЛЕ1 се осъ-
ществява допълнително марки-
*ASMW водеща станция на средни вълни (б. прев.).
ране. Входовете на ЛЕ1 се свър-
зват директно към означените
изходи на броячните декади.
На четирите входа ще се полу-
чи едновременно Н само когато
часовникът показва ихх.х9.5х“,
т. е. през последните 10 s на
всяка десета минута. * С „х* е
означена производна цифра. През
това време изходът на ЛЕ1 е L,
ЛЕЪ е блокираи, а ЛЕ3— разре-
шен. Честотата 1 Hz премина-
ва през ЛЕ4 и ЛЕе и стробира
периодично ЛЕ2- Извън това
време ЛЕ± е блокиран, ЛЕй е
разрешен и се чува звуков сиг-
нал с честота 500 Hz. Само за
10 s, например от 18.59.50 до
19.00.00, честотата на звуковия
сигнал е 1 kHz. По този начин
се полу‘Ава точно съгласуваие
иа звуковия сигнал със смяиата
на минутите. Ключът К2 позво-
лява при нужда честотата 500 Hz
да се изключи — тогава само
през указания интервал от 10 s
се чува звук с честота 1 kHz.
Ако се откажем от /<2> Д2 те
отпадне и входът на ЛЕЬ се
свързва директно с изхода на
ЛЕУ Изборът иа честотата
500 Hz за еталонеи такт вместо
стандартния такт 1 kHz се дъл-
жи на няколко причини. От ед-
на страна, така се избягва въз-
можността при магиетофонен
запис този сигнал да се сбърка
със стаидартиия сигнал ASMW*
за точно врё1Ас (с честоуа I kHz).
От друга страна, сигналы с
честота 500 Hz има коефициеит
на запълване 0,5, докато за сиг-
нала с честота 1 kHz той е 0,25.
По тази причина звукът с чес-
тота 500 Hz е по-мелодичен.
364
365
Естествен© сигналите с често-
ти | kHz и 500 Hz могат да
размерят месгата си на входо-
вете иа ЛЕ± и ЛЕЪ Ако се от-
кажем о г дешифрирането на
смяиата на ыинутите, ЛЕ^ от-
пада и НЧ трептеиия с че-
стота 500 Hz или I kHz могат
да се подадаг непосредствено
на входа на ЛЕ2, а не да ид-
ват от изхода на ЛЕй. Такаще
се спести едиа ИС D 100. Дио-
дът предпазва изхода иа
ЛЕ% от отрицателии отскоци
на иапрежеиието, конто могат
да се появят при индуктивен
характер на товара, например
от високоговорителя Вг. Ако Вг
има съпротивление най-малко
8 2, изходът на ЛЕ2 ие се пре-
товарва недопустимо. Силата иа
звука е напълно достатъчна и
няма нужда от мощно стъпало
за усилване.
4.8.3.4. Кварцовнят часошшк
като програмируемо реле за време
При описаиието иа цифровия
честотомер беше вече показано
как сравиително просто сигна-
лът за състояннето на брояча
в BCD код може да се изпол-
зува за включване /изключваие
на някакъв процес (т. 4.6.5.7). Въз
основа на дадените там обясне-
иия по-нататък този принцип се
прилага за развитие на кварцо-
вия часовник като програмируе-
мо реле за време (часовиик-
превключвател). Изхожда се от
принципа на програмния деко-
дер от фиг. 4.140. Изискването
ей достигане на едиа йзбра-
тойност иа времето часов-
.т да включи някакъв про-
цес, а при достигане втора из-
брана стойност — да го изклю-
чи. Следователно трябва да се
обхванат две независим» едно
от Друго времена (състоянил на
брояча), за което са нужнн два
декодера. Обикновеният деко-
дер (фиг. 4.140 и 4.141) от ви-
да, дадеи към ци ровия често-
томер, тук не е подходящ. Би-
ха могли да се използуват де-
сетични галетки превключвате-
ли (фиг. 4.14*2), но прилагането
им е свързаио със значнтелнн
расходи на материали н плот-
на пример за шестразредна ин-
дикация и възможност за прог-
рамираие и на секу идите са не-
обходими 24 галетни превключ-
взтеля! За случайте, където то-
ва е приемли во, може да се из-
ползува схемата от фиг. 4.142 в
съчетание със схемата от
фиг. 4.175. Най често обаче не
се налага постоянна промяна
иа програмираиото състояние,
а се задават няколко фикеира-
ни времена за моментнте на
включване и изключваие, конто
се сменят рядко. На фиг. 4.174
е показано друго решение на
лрограмирането. То изисква по-
малко разходи и с него могат
да работят и неспециалисти. Из-
ползуват се диодии съедините-
ли с 5 крачета, а за шесто слу-
жи корпусът на сьединителя.
За всеки индикатор (за всяка
декада) се предвиждат по два
съедиинтеля — фиг. 4.174 а по-
казва връзките само за две д?-
кади С горния съедннител се
програмира моментът иа включ-
ваие (програма /7г), а с долния—
момеитът иа изключваие (прог-
рама П2). Крачетата на съеди-
ните лите се свързват по прин-
ципа на коордииатния комута-
Фиг. 4.174
а—программе табло с диодни
(5-шифтови) съединители; б—
прнмерн за програмнраии ще-
керн
тор: по-хоризонтала с Тн и Tl
за съответната програма /7Х или
/72, а по вертикала —с Qa-Z-Qd
на съответната декада. Qa j-Qo
са изходите на^ броячите от
фиг. 4.167, към конто се свър-
зват и входовете иа декодера/
Това са всички необходими
присъединителни точки. Програ-
мира се вънщио чрез „програм-
ни“ щекери, всеки от конто съ-
държа 4 диода. Щекерите не
са свързани с никакви кабели и
представляват „обикиовсии при-
надлежности". Желаната цифра
за определена декада се прог-
.рамира чрез определено свър-
зване на диодите, което с ле два
от фиг. 4.140 и обясиенията
към нея. На фиг. 4.174 е да-
дено примерното опроводяване
на два щекера. Диодите са за-
поени по показания начин и
програмират цифрите „1“ и „4".
Според коикретниге нужди се
приготвят иеоб/одимите щекери
и в необходимого количество.
Препоръчва се отвъи на щеке-
ра да се означи цифрата, за
Дцоди-&У15
Анодите към Тн
Катодигпекъм TL
Пример „Ъ"
б) Примеру"
която е опроводеи. Подрежда-
нето на диодите между краче-
тата отговаря иа BCD код, респ.
иа програмирането с превключ-
ватели съгласно фиг. 4.140. В
схемата от фиг. 4.140 щекерите
ще заместят само действително
необходимите диоди. За поляр-
иостта на свързване на диоди-
те, която е много важна, е в
сила простоте' правило от
фиг. 4.1746. Декадата се прог-
рамира чрез включване на прог-
рамния щекер в съединителя иа
съответната декада. Ако напри-
мер означеният с „1“ щекер се
включи в горния ляв съедини-
тел иа фиг. 4.174 а, програма
/7j се изпълнява (нзвършва се
включване), когато тази декада
достигне състояние „1". Поне-
же за всяка декада е предвиден
съединител, П1 се изпълнява
едва когато във всички декади
се появят програмира ните циф-
ри, т. е. в програмирания мо-
мент. За момента иа изключва-
ие (/72> важи същото, само че
щекерите се включват в долипя
367
366
Фиг. 4.175. Схема за нзвеждане на
програмния сигнал от фнг. 4.174
ЛЕ^ЛГ^-Г) 100; 1\. Г,—SS 216; Г,—SF
1261. (О) (избира се по Vр н /^); Z>M—
произволен с V r ~>U~. D,, Z>3—SAY 12-*-
оор' Р
32: СД—VQA 12
ред съединигели. Вместо посо-
чеиия тнп съединигели могат да
се използуват други подходя-
щи съединигели или комбина-
ции от съединигели. Ако дека-
дата зз единици секуиди ие се
програмира, ще бъде достатъ-
чен иожовидеи Съедииител с 24
крачета— 20 крачета за QA ~QD
иа петте де кади и 4 крачета за
Тн и Tl за Пу и 112. Всички дио-
ди, необходнми ва програмира-
ие иа две петразредни стоимос-
ти на времето, могат да се
монтират върху ножовидната
рейка на съединителя. Непод-
ходящи за такъв монтаж са
миннатюрните диоди със стък-
лен корпус и аксиални изводи.
Само с едиа смяиа на такъв съ-
едииител може да се програми-
ра нова петразредна стойност
на времешта за включваие и
изключване.
Тези указания трябва да бъ-
Да^амо стимул за разработка
1^^куги възможности за про-
П^нране, конто от гледиа точ-
ка на вложените материали са
по-изгодни за любителите. Есте-
стве но възможни са и други
решения на същия принцип.
На фиг. 4.175 е показана схе-
ма за по-иататъшвата обработ-
ка на програмните сигналы от
шините Пл и П2. Схемата от
фиг. 4 140 не може да се прило-
жи в тази форма поради нато-
варването иа изходите иа броя-
ча вече с два декодера (2?г на
фиг. 4.140). От друга страна,
не са поставеии иикакви изиск-
вания за скоростта на прев-
ключване. По тези причини в
схемата на фиг. 4.175 се изпол-
зуват транзисторите 7\ и Г2,
конто едновременио изпълияват
ролята на инвертор (ЛЕу от
фиг. 4.140). От ЛЕг и ЛEi иа
фиг 4.175 нататък работата иа
двете схеми е ед аква. На йз-
ходите иа ЛЕу и ЛЕ2 могат за
сигурност да се предвидят НЧ
филтри с RC-групата 100 Q,
470 pF срещу възможчи отско-
ци. Същата функция на фиг. 4.140
се изпълнява от /?2 и С,. В опит-
иия образец НЧ филтърът се
оказа излишен. Когато за П1
всички сигнали по общите про*-
водници Тн и Tl съвпадат, иа
изхода на ЛЕу се получава сиг-
нал L. Той преобръща RS-три-
гера ЛЕ3—ЛЕ± в състояние, при
което изходът иа ЛЕ5 е в Н и
релето Р се включва. Неговият
контакт рг включва желании про-
цес. Когато се достигне прог-
рамираното число за П2, на из-
хода иа ЛЕг се получава L и
тригерът отново се връща в
първоначалиото си състояние, в
което релето е изключено. Све-
тодиодът на изхода на Л£4,
който може да бъде една йе-
използуваиа десетична точка от
индикацията на часовника, показ-
ва състоянието иа тригера. Ако
това ие е необходимо, светодио-
дът отпада. Чрез бутона БНул
релето може да бъде изключено
в произволен момент Работата
на схемата се спира чрез ключа
за изключване на програмата
Кнзкл- В противен случай реле-
то ще се включва винаги при
едно определено време или пе-
риодично, ако ие всички щеке-(
ри са .включени. Спиране иа ра-
ботата може да стане и от прог-
рамното табло чрез щекер5 прог-
рамиран за „забранена1* цифра,
например за 8 или 9 в дека да-
та за десетиците иа минутите.
Ако не всички щекери са вклю-
чеии, схемата за обработка на
програмйите сигнала възприема
иезаетите съединигели, като че
ли там винаги има съвпадение
независимо от истинското съ-
стояние иа декадата. Ако този
ефект се използува с умение за
избор иа времето, в рамките на
24 h може да се получи мно-
гократно включваие и нзключва-
ие. Същият резултат се постига
на подходящи по-кратки иитер-
вали, когато в щекера ие се из-
ползуват 4 диода, а по-малко,
т. е. не всички изходи Q «а де-
кадата са евързани. По този на-
чин в рамките на един час е въз-
можно постоянно включваие и
изключване с такт 1 rain или
10 rain в най-различни комбина-
ции. След известен практически
опит в боравенето с метода на
програмираие подобии комбина-
ции се откриват много лес но от
таблицата иа BCD код. Това
устройство към кварцовия ча-
совник се оказва доста много-
образно и с предварителио под-
24 Ингегрални с»еми
готвени щекери могат да про?-
рамират дпрн и шктрукцирани
неспециаластии. Разходиге за то-
ва устройство се свеждат глав-
но дб необходимите щекери и
схемата от фиг. 4.175 със само
едиа допълнителна ИС. Ако
вместо предлаганото решение се
използуват превключватели с 4
галети с по 10 позиции, тс тряб-
ва да се опроводят както на
фиг. 4.142, да се монтират в не-
обходимого количество на мя-
стото на съедннителите от
фиг. 4.174 и да се свържат към
съответните дека ди. Означения-
та на изводите са еднакви за
двете схеми.
4.8.3.5. Изход иа брояча
на датите
Когато цифровнят. часовиик
освен часа (времето) трябва да
**показва и датата, броячът н
индикацията се р^зширяват с
още два разреда — на фиг. 4.167
иаляво от Бру. Тази допълии-
телна възможносг не се оправ-
дана за любит елски цели. Често
е достатъчно дните само да се
отброяват непрекъснато, за кое-
то в иай-простия случай се из-
ползува някой от евтините и
разпростраиени механични броя-
чи, например брояч за телефон-
ии разговори. На любителите с
известии технически умения ия-
ма да бъде трудно сами да си
направят механичен калеидар,
задвижван от електромагнит,
или иякакъв истииски електро-
магнитен календар от подобен
тип. Тогава единстве ното изиск-
ване е в полу ощ, когато ча-
совникът показва „0000.00“, да
се генерира един импулс, който
369
368
п„у ^/^—оизхз изграден броячът, евентуално
стЗапиф^ипорната. може да се наложи ннвертира-
-лоеиказадекадитеза. >< w о
vacate tfoj х не в допълнителния ЛЕ3. За
fawстагЦпю° \ броячи с D 192 и D 193 так-
Mzsa^^ 2 7 тът 1 постъпва на входа на
SpogwcBttOuMVWi ЛЕг с необходимата полярност.
•Флг 4.176- Изход за броене на дзтн в
«ифровия часовник
да задействува броичния меха-
низъм (календаря). Едно просто
решение е показано на фиг. 4.176.
Схемата иа декадите за броене
на часовете (Бр} н Бр2 от
фиг. 4.167) беше дадена на
фиг. 4.170. Както беше споме-
нато там, в момента на преми-
наване на броичите към съ-
стояние „0“, т. е. точно в полу-
ii ощ, се генерира кратък отри-
цателен импулс на изхода за
пренос на датн Прг . Такъв сиг-
нал може да се снеме н прн
други изпълиемии на брояча
(например с D 100) по същия
начин от изхода на дешнфра-
торната схема [Дет на фиг. 4.167,
ЛЕХ на фиг. 4.170). Импул-
сът се подава на входа на
ЛЕ'Х от RS-тригера на фнг. 4.176,
преобръща го н снгналът
JH от изхода на отпуш-
ва транзистора Tv Изходът
за датн Йзхл, изведен напри-
мер на съедииител, може да уп-
равлява реле, електромагиит н
др. БроячъТ «а телефонии раз-
говори с параметрн 12 V/100 Q
може да се свърже днректно
на Изхя. На нулиращня вход
на RS-трнгера (ЛЕ2) се подава
тактът 1 Hz. През времетраене-
тож сигнала на ИзхА тактът
1 ^Втрябва да има ннво Н.
ПДКе поляриостта на такта
1 Hz завися от ИС, от конто е
370
Тактът за броячи с МН 7490,
D 172 или управлявани по фронт
RS-трнгери с D 100 трябва да
се нчвертнра с ЛЕ3„ пред и да
се подаде на входа на ЛЕ2.
След като сигналът на входа
Прл е преобъриал тригера н7\
се е отп/шил, следващнят такт
1 Hz отново връща трнгера в
първо начали ото му състояние.
Следователно 7\ е отпущен за
0,8 s и след това се запушва
до следващата смяна на кален-
дарного денонощие. Времето
0,8 s е достатъчно за всички
механични илн електронни ус-
тройства, свързани към Изхл .
RS-трнгерът може да се замести
с моиовибратор (фнг. 4.5 нли
4 6), конто се стартнра от Лрл .
Тогава тактът 1 Hz става из-
лишен. Обаче решението с мо-
новибратор не е толкова устой-
чиво на смущении като схема-
та от фиг. 4.175.
4.8- 3.6. Указания за пзгрзждане
иа индикация с големи
размерн към цифровите
часовници
ГТонякога на любнтелите се
нала га към часовника да кон-
струират индикация с големи
размерн, която да се внжда от
голямо разстоянне (например в
един производствен цех). За цел-
та е най-удачно да се приложи
принципът на седемсегмечтните
индикаторн, а светодиодите да
се заменят с подходящи по по-
лемика светещн снмволн. В за-
висимост от целта на индика-
цнята те могат да бъдат лен-
тн ог матово стъкло, осветява-
нн от обикновеии лампи с на-
жежаема иишка, подходяще под-
реждане на лампи (по един ред
за сегмент), тръбо об разни осве-
тителни тела нлн тръбообраэии
лампи с по-малки размери. Тук
повече подробности не са нуж-
ии, защото коиструкцнята се
определи от конкретиите цели
на приложение™. По-иататък
се разглежда управленнето на
такива индикатори с лампи. За
превключвателни органи се пре-
поръчват траизистори, понеже
захранването на индикацията
става от мрежата н токовете
и напрежениита, конто трябва
да се ком тнрат, имат голе-
ми стойности. Инднкаторнте
с големн размери съвсем не
ta’ евтини. Ком тация с ре-
лета също е възможиа (по 7
релета за 1 разред), но^и те не
са евтини и често нямат нуж-
вата надеждност прн продъл-
жителна работа. Не се препо-
ръчва непосредствено свързва-
не на часовника с индикация оу
разглеждания вид, понеже тя
обикновено се захраива от мре-
жата. Прн нзползуване на ре-
лета този проблем не същест-
вува. Релетата могат да се уп-
равляват директно от изходите
на декодера на BCD в седем-
сегментен код (ИС D 146, D 147)
съгласно фиг. 4.42 о. Даденото
там напрежение Ucc (емнтерно-
то напрежение на Тг и захранва-
щото напрежениё на релетата
трябва да съответствуват на
допустнмнте стойности за изхо-
днте на ИС—15 V за D 147 н
30 V за D 146. Чрез подходящ
тип траизистори за 7\ от нзхо-
да на декодера могат да се уп-
равляват достатъчно моШни ре-
лета.
Приложенного на тирнстори-
те като превключва ели е опи-
сано в [1]. Непосредственото
управление на тиристорнте от(
! изходите на декодера (D 146
илн D 147) е невозможно, за-
щото за да комутират големи
товари, тирясторите трябва да
се евържат днректно към мре-
жата. Нан-удачното разрешение
са оптроннте, но н от тях са
нужнн по 7 броя за 1 разред
'на нндикацнята. Те се управля-
ват от страна на входа съг-
ласно фиг. 4.36. Фототранзнсто-
рът на изхода за оптрона от-
пушва тирнс’рорната схема.
Промншлено пронзведеннте оп-
троии (МВ 101) могат да се за-
менят с по-евтини саморъчно
направенн — подробности за то-
ва могат да се намерят в [14].
Понеже скоростта ва превключ-
ване е без значение, нзходнте
иа декодера могат да управля-
ват лампичкн с нажежаема ннш-
ка по схемата на фнг. 4.42 а,
като на мястото на релето се
свърже лампнчка с параметрн
6V/50 Q. Лампичкнте въздей-
ствуват на фоторезнстори (обнк-
новено от CdS), т. е. лампичкн-
те и фоторезнсторте реализи-
рат оптрон по метода от [1], т.
15.8.3, а оптроните управляват
тирнсторнте.-Най-често тнрнсто-
рите работят в режим на едно-
полупериодно изправянс, а лам-
пите на индикацията се из-
числяват за половината от мре-
жовото напрежение н се свърз-
ват последователи о на тирнсто-
рнте. В този режим няма нуж-
371
1
да от спецнални мерки за из-
ключване (запушване) на ти-
ристорите. Възможността за
проверка на лампите, която се
реализира с D 146 и D 147 по
вход ЛТ (7>т)—фиг. 4.159(4.161),
е много подходяща за индика-
ция с големи размерн.
С тезн указания само се на-
белязват насоките за реализн-
р?не на индикация с големи
размерн. От тях става ясно, че
декодерите на BCD в седем-
сегмеитеи код не са свързанн
единствено с приложеннето на
светодиод на индикации. Изхо-
дите на декодера към сегмен-
тите трябва да се разглеждат
като ключовн транзистори с от-
ворен колектор, максимален то-
варен (колекторен) ток 20 mA и
и допустимо напрежение на за-
пущения транзистор 15(30)V, кон-
то в разлнчннте схемн могат да
се използуват по различен на-
чин.
4.9. ПОМОЩНИ СРЕДСТВА
ЗА ИЗМЕРВАНЕ И ИЗПИТВАНЕ
€ ТТЛ ИС
4.9.1. Схема за изпитваие
иа логически елементи
от серията D 10
Много удобна за изпробване
на електронни схеми от някол-
ко интегрални логически елс-
мента, а също и за изпитване
на отделнн ЛЕ е схемата от
фнг. 4.177. Тя представлява
прост захранващ нзточннк с до-
пълннтелни нзпитвателнр възлн.
Гижпоръчва се да се използува
^Ътна платка с контактни
^Кцадки, < на която да се моч-
гираг 24-3 цокъла за иитеграл-
ни схемн. Между захранващите
изводи (7 н 14) непосредствеио
до цокъла се включват филтро-
ви кондензатори (около 33 nF)
с обща маса. Изводите за + UCC
се нзвеждат поотделИо, за да
се оснгурн възможност за из-
мерване на консумнрання ток
от отделяйте ннтегрални схеми.
Останалите изводи се свързват
със свободнн контактни пло-
щадки от печатната платка. По
такъв начин различии пробнн
схемн се реалнзират бързо и
удобно. Връзката със захранва-
щи я нзточннк от фнг. 4.177 се
осъществива с „банаищекери"
с цветно означение, за да се
избегие погрешно свързване. За
захранващ източник се използу-
ва 6-волтов звънчев трансфор-
матор, който отговари на изнск-
ваннята по техника на безопас-
ността н освен това нздържа на
късо съединение. Следва проста
стабилмзираща схема с 7\, Г2
н светодиода СД служещ едно-
временно като източник на опор-
но напрежение (вместо ценеров
днод) н като индикация прн
включване. На мястото на све-
тодиода могат да се включат
последователно два енлнциевн
диода. С Т?4 се нагласява нз-
ходното напрежеине на 5 V.
Схемата на захранващия източ-
н’ик е защитена при късо съе-
диненне на нзхода за 104-20
секунди без специални пред-
пазин меркн вследствие на под-
ходищото оразмеряване на еле-
ментнте (при късо съединение
светодиодът изгасва). - Тя дава
максимален ток около 0,3 А.
За улесняване на нзпитваието на
ИС са предвидени Rt с Тв, R2 и
7?3. Необходими са още поне един
372
Фиг. 4.177. Схема за изпитване ия
*ТГЛ логически елемеити със захран-
ващ източник
7j—SF126D. Е <Д>150) с радиатор
. Гж—SS216 (Д>150)
Т,— G 121 <£>100)
-GV1I0
СД—VQA 12 ((Г =1,6 V)
комбнинран уред и пробник за
логическите нива (т. 4.9.5.1).
Вместо сложен и непрегледин
схеми много по-удобно се оказ-
ва свързването ца ИС чрез про-
водницн и споменатнте вече цок-
лн към показаните на фнг. 4.177
изходи за изпитване на ЛЕ. Пре-
ди вснчко от извод 4-L7M на
изпитвания вход на ЛЕ може
да се подаде подходяще из-
брано напрежение (от 0,2 до
3,5 V). Добре е да се снаб-
ди със скала, разграфена във
волтове, като стойностнте 0.8V
(ннво L), 1,24-1,6 V (облает на
превключване, фнг. 2.2) и 2,0 V
(ниво Н) бъдат ясно отбеляза-
ни. Напреженнето на входа иа
ЛЕ може чрез да се проме-
ня постепенно, а в същото вре-
ме да се наблюдава състояние-
то иа изхода на ЛЕ с пробни-
ка или с комбиниравня уред.
С помощта на 7?i н извода-|-£7вх
е възможно например да се
определи напрежеиието на пре-
включване на тригери. Изводът
4-Ц« е защитен при свързва-
нето му накъсо към маса. От
съществено значение прн нзпол-
зуване на нестандартнн ИС е
определянето на възможността
за натоварване на изхода на ЛЕ
(коефицнентът на натоварване).
За целта чрез се измени то-
кът в изхода, намиращ се в
състоянне L (отворен вход на
ЛЕ), като с пробник за логи-
ческите нива нлн комбнннран
уред може да се определи до
каква стойност на тока нзхо-
дът запазва логического ннво L
(^0,4 V). С индекса Н на из-
вода Rf} се обрыца внимание,
че промен ли вият товарен ре-
зистор /?2 е свързан към ниво Н
(4-5 V). е удобно да се раз-
графи направо в мнлиамперн
(токът се нзмерва между нзход
и маса); възможно е също
така и разграфиване в No (една
единица No отговаря на 1,6 mA).
По такъв начин чрез лесно
се определи до какъв ток дей-
ствнтелно може да се натовар-
ва логическнят елемент (при
стандартните ЛЕ обикновено
токът е по-голям от 20 mA,
т. е. ^>10!). Коефициеитът на
натоварване по вход Nr на един
логически елемент се определи
много лесно чрез включване на
комбнниран измервателен уред
между входа на ЛЕ и маса.
373
Почти винаги токът е по-малък
от стандартната за 7VZ=1 стон
ноет 1,6 mA. При ниво Н (уре-
дът се включва между +5 V
и вход на ЛЕ) трябва да про-
тнча ток най-много 0,4 mA (нор-
мално до 50 fiA), а при Н —
—3,5 V (използува се нзвод+£7вх)
токът за изправен ЛЕ е под
1 |хА. Изходният ток прн късо
съединение и Н на изхода на
ЛЕ (вход към маса) се измер-
ен сыцо така направо чрез ком-
бннирання уред. (Измерването
не трябва да се извършва за
повече от 2-~3 »s.) След този
резултат може да се направят
заключения за положеннето на
характеристнката от фиг. 2.9 а.
Интересуващата ни горна част
може да се снеме на отделни
точки с помощта на кйто то-
варно сопротивление. Изхо-
дът RL н резисторът R3 са пред-
видени, за да се определи до
каква стойност на съпротнвле-
ннето към маса входът на ЛЕ
е в L (на неговня изход има Н).
Такъв случай в практнката, как-
то се вижда от много схеми в
тазн книга, се среща често (на-
пример фнг. 4.5). Ето защо 7?3
трябва да се разграфи в омове.
Изправни логически елементи
от сернита D10 с Nt=\ запаз-
ват изходно ннво Н пене до
700 Q, след това се получава
постепенен („пълзящ") преход
(фнг. 2.2), а след 1,5 кЙ ниво-
то на изхода иа ЛЕ е L.
Ако към RL н се евърже
изход на ЛЕ, от може не-
посредствено да се отчете стон-
Ктта на съпротнвленнето, с
то може да се натоварн из-
ът н да се запази високото
ннво Н. Тезн прости допълне-
374
ння;(/?1-^-₽з) се ©казаха за прак-
тиката много прегледни и на-
пълно достатъчнн. Чрез тях
може да се изпитват статични
тригери (D 172), като тактовият
нм вход може да се управлява
непосредствено от 4-£7вх и 7?^
Устройството дава възможиост
н за статична проверка на
прости трнгернн схемн, без оба-
че да дава никаква представа
за тяхното поведение прн по-,
високи честоти или кратки им-
пулси! Трнгерн, управлявани по
фроит (D 174 н др.), както и
интегрални схемн с по-висока
степей на интеграция, не могат
да бъдат нзпитванн по този
прост начни. Тяхното действие
може да се изпробва илн в кон-
кретна схема, или в' специално
рарработена опнтна постановка.
За динамично управление на та-
кива проб и схеми е предвиден
описаният в следващата точка
генератор на тактови импулси,
който е удач ио да бъде нзпъл-
нен заедно със схемата от
фнг. 4.177, като се използува
същото захранващо устройство.
4 9.2. Прост генератор
на тактови нм пулей
и тригер за динамични
нзеледвания •
Като допълненне към опнеана-
та схема за изпитване на ЛЕ е
удобно за динамични изеледва-
ння да се използува генерато-
рът на тактови импулси от *
фнг. 4.178. С ключа се нз-
бнра режимы на работа. В по-
ложение 2 се получава схемата
иа тригера от фиг. 4.4. От сиг-
нали с пронзволна форма или
напрежения от чужд произход.
Фиг, 4.178. Генератор па
тактови импулси и тригер
за динамично изпитване иа
схеми
С,—10 nF-»10 kHz i _ _
С,—IOO#.F-»1 Hz
Средне положение
Tt—SS 218 Е О>250)
ДН-Дл-SAY 32
Safci-5-^/f,—D 100
<A. СД,—VQA 12
—в зависимост от р на Tt
•i-^CC
подаденн на Вхи схемата фор-
мира на нзход Изхх и инверсния
изход Изху ТТЛ ннва. С 7?3 мо-
же да се настройва хистерезнс-
ната зона на трнцера (разликата
между напреженнята на включ-
ваие и изключване) от (Х»4 до
1,7 V. Когато схемата е вклю-
чена като тактов генератор,
чрез 7?3 може да се извършва
фнна настройка на честотата
(в отношение 1:4), без да се
променя коефициентът на эа-
пълване. Прн необходимое чрез
включваие на (по късно тон
може да се замени с постоянен к
резистор) тригерният вход Вх,
може да се направи по-чувстви-
телен за малки входнн напре-
жения Входното напреженне на
Вхх без R± трябва да бъде
нан-малко 4-1 V, ас помощта
на Rx стойността му може да
се намали на 4-0,1 V.
В положение 1 на ключа /Г,
схемата работи като генератор.
Генернраната честота се избнра
грубо с превключвателя /Г2
(ориентировъчннте стойностн за
Cle4-Ci„ са показанн към фи-
гурата). като броят на положе-
ниита на Kz, както н стойно-
стите на С зависят от конкрет-
нее изисквания. МакснмалнаТа
честота, която може да се по-
стигне, е около 500 kHz, а най-
голямата продължителност на
периода е около 1 min. Тъй ка-
то за целите на нзпитванията
обнкновено не са необходими
венчки честоти, напълно доста-
тъчно е да се предвидят чрез
14-2 обхвата за нискнте че-
стотн (0,1 Hz4-10 Hz), един об-
хват около 1 kHz н 14-2 об-
хвата около 200 kHz. Съответ-
ните стойностн се постигат
чрез Cj. Шнрочината на импул-
сите може да се регулира по-
отделно чрез R, и Rt, като по
този начни може да се нагла-
сива както генернраната често-
та, така и коефнциентът на за-
пълване Я3 *(от 50:1 до 1 :50
прн двете протнвоположнн край-
ня положения на плъзгачите;
прн средво положение на двата
плъзгача се получава :1).
С Ri се регулира продължи-
телността иа нивото L на Изхъ
а с — продължителността на
нивото Н на същня изход. Прак-
тически едновременио с н
Т?2 се настройва гр 'бо н често-
тата. Когато честотата трябва
да се регулира фи но, което е
375
необходимо само прн нзследва-
ния с осцнлограф, може да се
използува R3. При това ие се
промеря коефицнентът на за-
пълване. На изход Изхг се по-
лучават положителни или отрн-
цателнн (в зависимост от стой-
ностите на /?, и /?2) импулсн с
ТТЛ нива и стръмнм фронтове,
конто могат да служат за так-
тови импулсн за всякакви трн-
гери (Г за D 172, D 174, управ-
лявани по фронт RS-трнгери с’
D 100). Налнчннте ЛЕ3 н ЛЕ4
са нзползувани за един RS-трн-
гер, управливан по фронт На
изходите Изх2 н Йзх3 се полу-
чава половнната на тактовата
честота с коефициент на за-
пълване точно 1 1 Чрез входа
Вх2 схемата може да се управ-
лява направо с ТТЛ сигнали,
например като делител на че-
стотата в отношение 2: 1 или
като формировател на импулси.
Ако за такт Т се използува
сигналът от изход ИзХ\, а
смгиалът от Изх2— за J- или
/Г-входовете на един D 172
(респ. за £>-входовете на D 1?4),
е възможн.о динамичного мм
изпитване, тъй кзто тригерът
(Изх2) се обръща винагн по
фронта на Н—L на Изху. По-
лезно е включването на двата
светодиода СДХ н СД? за ин-
дикация иа работннте състоя-
ния. СДХ свети на Н при Изхх.
При трнгерен режим (Д, в по-
ложение 2) се наблюдава пре-
включването на трнгера прн по-
даване на входно напрежение и
далн действително на Р/зхг се
чава сигнал. В генераторен
Лн'м може да се съдн за кое-
QMkcHTa на запълване прн ви-
Як11 честоти в завнсимост от
яркостта па СДи докато при
ннски честотн светодиодът мо-
же да служи за визуален кон-
трол. Светодиодът СД2 показ-
ва състоянието на трнгера (при
Н на Изх^) и служи за контрол
както в генераторен режим, та-
ка и прн трнгерен режим н ви-
сокн честоти с екстремален кое-
фициент за запълване (в някои
случая кратко светване на СДГ
не се забелязва от окото). Схе-
мата от фиг. 4.178 е добре да
се обедннн със схемата от
фиг. 4.177 н да се използува
общ захранващ източник. С та-
зи комбинация, с един пробник
за логическите нива (т. 4.9.5.1\
н с един комбнниран уред все-
ки любител е в състоянне да
проведе най-важннте опнтн със
и върху интегралии схеми (като
не*се взимат предвид методи-
те. използуващи осцилограф)
4.9.3. Приставка към
комбиниран уред с линейна
скала за измерване и а честота
Схемата от фиг. 4.179 (по
[44]) е предвидена като пристав-
ка към комбиннранн уреди
(включеии за измерване на ток
на обхват от 50 4-100 рА), но
естествено може да се изпол-
зува и с отделен микроам-
перметър като самостоятелен
уред. Прн използуването ва та-
зн схема честотата може да се
отчита по иаличната линейна
скала Предпоставка за высока
точност на измерването е нали-
чнето на добре стабилизирано
захранващо напрежение тъй
като ако то се измени, това се
отразява директно върху пока-
занието. Ако не разполагате с
376
Фиг. 4.179. Измервател на честота с
линейна скала
7t. 7, SS2'6 D, F-
At—SAY1--’-SAYj2
КА)
добре стабилизиран захранващ
нзточннк за 5 V, най-доброто
решение е схемата от фиг. 4.179
да се съчетае със схемата от
фнг. 2.25. Тази комбинация вече
може да се ззхранва о г налич-
ните източници, батерни и др.
Схемата от фиг. 4.179 се състои
от формировател на импулси
(тригер) с 1\ и ЛЕ^ и от след-
ващ RS - тригер, управляван
по фронт {ЛЕ2 — ЛЕ^, чрез
който се постига нрефнцнеит
на запълване 1:1 По този на
чин формата и коефнциентът
на запълване ва входиня сигнал
с честота fx практически не
влняят върху показанието. Вход-
ното напрежение 4/вх трябва да
€ > 0,8 V, в противен случай
няма да се задействува нзмер-
вателнйлт уред. Големнната на
входното напрежейие не влияе
върху точността на нэмерване-
то. Ако за базово съпротивле-
ние на Т\ (33 kQ) се използува
резистор 2 W, входът е защи-
тен до ±300 V, като за това
спомага и диодът Дг. Чрез раз-
вързващии ЛEi се захраива
фактнческата схема за нзмерва-
не на честота (кондензаторен
честотомер). Точното й оразме-
ряване може да се иамерн в
[44]. В [1] е показана подобна
схема за измерване на честота,
реализирана само с транзнсто-
рн. С ключа Аг се осъществява
превключването на обхватите.
Стойностнте !*а измервателння
кондензатор Ст н съответните
крайни стойности на обхватите
са показани на фиг. 4.179. Кг е
добре да бъде двоен ключ, ка-
то втората му част се използу-
ва за превключване на резисто-
рнте за настройка иа обхвата
Ег (за всеки обхват трябва да
се предвиди отделен такъв ре-
зистор). Това е показано в [1],
докато тук с цел по-добра
прегледност превключването на
Ei е пропуснато. За СП1 не са
необходими особено точно под-
браии стойности. Настронката
се осъществява, като за съот-
ветния обхват се подава из-
вестна честота на входа В к н
с Ri се нагласява съответното
показание. Точността на показа-
нието при добра настройка чрез
Rj и стабилио захранващо иа-
преженне завис и практически
само от точността на стрелкова-
та система.
377
5
Фиг. 4.180. Измервател
па капацитети с линейнл
скала
ЛЕ^ЛЕЛ-П 1п0
Д,-оАУ 32 (Sl-днод)
СЕ-1 nF±l%
Ht-t-Kn— на едиа ос
Сг Ci Cl ОбхВат Често- та ЗаЬележка
9 tfpF WpF — 0~100pF ~5Hffz4 Ыаш паразитки nanaunmirru
-Г WOpF InF 0~1nF xO,5MHz Вкл oeiнастр-Rj
е VfnF — Q-!0nF csSOfcfiZ —
s' Ч7ле M1F — O^gtjiF *5KNz —
лад O+tuF »500Hz —
W 5pF — 0+10pF a 50Hz —
с 50pF — O^IXpF м 5HZ —
4.9.4. Измервател на капацитети
с линейна скала
Любителите разполагат в своя •
та работнлннца обикновено с
уред за измерване на съпротив
ления (много комбииирани уре-
дн дават тази възможиост при
средна точчост), докато често
лнпсва измервателен уред за
определяне на стойността на ка-
пацнтети. На помощ може да
дойде схемата от фиг. 4.180,
конто дева възможиост за от-
читане стойността на капаците-
ти посредством Стрелкова систе-
ма с линейна скала с доста-
тъчна за любителя точност. В
схемата може да се използува
комбнниран уред както к опи-
саиата схема в предишната точ-
ка. Захранващото напреженне
влияе съществено върху резул-
тата от измерването и следова-
телво трябва да е добре стабили-
зирано. В случая обаче са доста-
тъчни н по-прости схемн на ста-
билизатори (фиг. 4.177 и подоб-
ии). Предложеннят вариант пред-
ставлява един симетричен мулти-
вибратор, който генерира симет-
Хправоъгълни нмпулсн
подходящ подбор на два
вн кондензатора (С^—Х?2).
Ако паралелио на някои от кон-
деизаторите (С2)се включи до-
пълнителеи капацнтет Сд, коефи-
циентът на запълване на нм-
пулсите прсстава да бъде 1:1
(изл!енението иа честотата в
случая не ни ннтересува). В из-
вестна облает изменението на
коефнцнеита на запълване е
пропорциоиално на разликата в
капацитетнте. Чрез измерване
на коефнцнеита на запълване е
възможно непосредствеиото от-
чнтане върху линейна скала на
разликата в капацитетите, а
прнС^СгСе получава стойност-
та на Ск. Практически с тази
проста схема може да се по-
стигне точност 24-3%. ЛЕг—
ЛЕ? работят като мултнвнбра-
тор, а ЛЕ3 и Л£4 и грант спома-
гателна роля Принципът на дей-
ствие на този мултивибратор
е опнсаи в [2]. При коефн-
цнеит на запълване 1:1 снсте-
мата А (комбиниран уред 504-
100 рА илн вграден микроам-
перметър) се превключва пе-
риодично между ЛЕХ~Н, ЛЕ2—
=L и ЛЕ3=\\, JlEt=L. като вре-
мето за протнчаие на тока в
двете посоки t еднакво. В та-
къв случай средната стойност
на напрежеиието върху нзмер-
вателиата система и паралелио
включеннте й кондеизаторн е
Фиг. 4.181. Обхвати, геиерирани че-
стоти и стойностн за и С2 към схе-
мата от фиг. 4.180
нула. При ъключване на Сх па-
ралелно на С2 периодът за
ЛЕу—Н, ЛЕ*=Ъ става по-дълъг
от обратиия. Разликата между
двата периода се интегрира от
паралелио включеннте на систе-
мата кондензатори. Полученоте
усреднено постоянно напреже-
нне има посочената на фигура-
та полярност. и Д2 пред-
пазват системата от претовар-
ване прн погрешно избнране на
измервателния обхват. Измерва-
тел ннят обхват /е избира с трой-
ния стъпков превключвател /Cj4-
АГ3. Възможните обхвати a-^-g
за и съответните стой-
ности на кондензаторнте Ct и
С2 са показани в таблипата от
фнг. 4.181. От съществено зна-
чение с стойностите на конден-
заторите Су и С2 Да бъдат мак-
снмално близки. За да могат да
се използуват про даваните на
пазара кондензатори, чрез за
всеки обхват се включват трн-
мернте за нулиране ₽?я4-₽2я
(п е броят на обхватите), чрез
конто се изравняват разлнките
между Су н С2. Желателно е
стойностите на коидензаторите
да бъдат така подбрани, че три-
мерите за всички обхвати да
бъдат около средното сн поло-
жение (около 1 kQ). Чрез R3
се извършва при необхо чимост
настройка на нултга (преди
включваие на Сх)—ето защо
този тример трябва да бъде
достъпен отвън. Чрез Rt се на-
гласива еднократио показанне-
то прн включваие на входа на
точно известен капацитет (по
възможиост в края на ска лата).
Необходнмнят за целта етало-
нен кондензатор СЕ е добре да
бъде вграден, при което по вся-
ко време може да се нровери
калибровката чрез иатйскане на
бутона Бе (вж. эабележката в
таблицата от фиг. 4.181). За
ориентировка в таблицата са
даденн съответните честоти на
измерване (приблизителнн стой-
кости) За най-малкия обхват
(04-100 pF) е необходимо да
се намалят до минимум паразит-
ните капацитети, поради което
проводииците трябва да са къси
и стабилни. Това се отнася пре-
димно за връзките към прев-
ключвателя, затова за тозн об-
хват всички елементи, включи-
те л но Ry н R6 (последният пре-
махва влиянието на капацитета
иа проводннцитс към снстема-
та) трябва да се монтират ие-
посредствеио на превключвате-
ля Ку-^-К3. Ичтегралпата схема
379
378
може да се моитира на подхо-
дят а растерна платка. Елемен-
тнте могат да се запояват дн-
ректно върху изводите на стъп-
ковия превключвател. Критични
са връзките към ключа КЕ и
клемите за включване на Сх,
тъй като техният капацитет се
включиа в стойността на Сг.
Измерването на стойности, по-
големи о г 100 pF, е невъзмож-
но поради много гиската често-
та, прн която стрелката на си-
стемат'а не може да застане не-
подвижно. Стойността на Сх
меже да се отчете по лн енно
разграфената скала на система-
та (за предпочитане са скалн с
50 или 100 деления). За систе-
ма 50 рА резисторът ₽г трябва
да бъде 25 kQ, а трябва да
се увеличи на 34-5 kQ. При
СЕ = 1пР±1°/о се нагласява
нулево показание с R3 (/<Е от-
ворен) и максимално показание
с Ri (Кб затворен). След това
7?! н 7?з не се променят, а за
останалите обхвати нулевого
показаине се корнгира чрез
4.9.5. Ръчии пробници
Прн изпнтване на устройства
с логически иитегрални схемн
най-често е необходимо да се
установят логически нива нли
пък наличнето на импулен. За
целта. трябва да се докоснат
съответните точки от схемата,
което обикновено се извършва
от страната на елементите на
* платката непосредствено на кра-
»а на интеграл на та схема
). След всичко казано до-
ясно, че е недопустимо
чзползуването на дългн провод-
внци до точкнте за нзпитване,
т. е. изпитващото средство тряб-
ва да се приближн плътно до
точката за измерване. Измерва-
телните средства за тази цел
се изработват като малки ръчни
у ре ди с призматнчна или ци-
лнндрична форма. За острие е
удобно да се използува тел от
сравннтелно твърд федербронз»
изолиран до самия връх. За-
хранването на такива пробннци
обикновено става от захранва-
щня източник на изпнтваното
устройство нли от снециално
прнгодена захранваща част.
Трябва винаги да се внимава
за оенгуряване на добра н кьса
връзка между масата на проб-
ника и на изпитваното устрой-
ство. Освен острието може да
се изведе един допълвителеи
къс извод за маса, който да се
включи към масата на изпнтва-
ното устройство в близост до
точката за измерване. Описанн-
те по-нататък пробницн биха
изработеин върху растернн
платкн с размери 25 пив X 35 mm
(с максимална внеочнна 10 mm),
за да се използуват готови
прозрачнн кутийки от полисти-
рол. Много удобно се оказа
покриването на платката от
страната на спойките след опро-
водиваието съсснликоново- кау-
чуково лепило CENOSIL. По
такъв начин пробникът придо-
бнва добра механична здравнна
и без кутия, а в случай на ре-
монт лепнлото се отдели много
лесно от платката. При вснчки
пробници е необходимо да ие
се забравйт филтровите конден-
затори (33 пЁ), както и диодът
във веригата на захранването»
предяазващ пробника от обрат-
а)
Фиг. 4.182. Прост пробник за ТТЛ
нива
J/Е^ЛЕ. — D 100
СД, СД, —VQA 12
Д1—GY 400 (tZcc=4.5-b5Vi или GA <00
(5±0,5 V)—Ge;- SAY 12-4-32 (Г^-6 V)-Si
но включване на захранващото
напрежение.
4.9.5.1. Пробник за ТТЛ и ива
За проверка на ТТЛ схеми
един пробник за логическите
нива има почти същото значе-
ние както фазомерът за електро-
техника. Безспорно пробннкът
е необходим и за любителя.
Тук ще бъдат показани иякол-
ко варианта с различен брой
елементи и приложимост. Нан-
простото изпълнение изисква
само 1 ИС D 100 (4 иг. 4.182).
Схемата е показана изцило,
включително захранването на
интегралната схема. ЛЕ3 и ЛЕ4
представляват известннят RS-
Т| игер, a ЛЕ.Л е включен като ин-
вертор, така че входовете на
тригера да се управливат про-
тивотактно. ЛЕГ се използува
като развързващ елемент. Ако
се използува ИС D ПО (или
прн нужда D 100 с дефектен
логически елемент), ЛЕг може
да отладке, но точката. в която
се включи пробникът, ше бъде
натоварена от входовете му с
Тогава зиачението на СДг
и СДъ ще бъде обратно иа по-
соченото на фиг. 4.182. Когато
на входа Вх има ниво Н (от-
ворен или „висящ“ вход), светва
СДрПри L на входа светва СД2-
Недостатък на схемата е, че
не разпознава междиннн стой-
кости в забранената облает, а
лот контакт иа острнето (от-
ворен вход Вх) може да се
сбърка с ниво Н. Следователно
тази схема отговаря само на
най-елсмеитарии изисквания. На
фнг. 4.182 е показано възмож-
но решение с лампн с наже-
жаема няшка, в случай че лип-
сват светодиоди. Д се нзбира
в зависнмост от иэползуваиото
захрзнващо напрежение (4,5-4
6V). В случай че съществува
съмнеиие, то с използуването
на GY 100 за Д, се покрива
целият иапрежителен обхват (то-
гава се използуват лампи 6V/
0,05А). За следващите схеми
също може да се използува
схемного решение с лампи, но
то не е много подходяще по-
ради голямата консумацня н
трудного разпознаване на раз-
ликата в яркостта (прн наличие
на импулени поредици на вхо-
да Вх).
На фнг. 4.183 е показан? схе-
ма на пробник за логически ни-
ва, която отговаря на вснчки
380
38)
Фиг. 4.184. Пробник с акус-
тична индикация иа нивото
чрез висок и ннсък тон
ЛЕ^ЛЕ^— 2х D 110
яли 1“г D 100
ЛЕ.> и ЛЕ& — от различии чипове!
-Фиг. 4.183. Пробник със запомняне
на нивото и нндиииране на забранена-
та облает
Т,—GF 1’Й
Л.—G-' >00 (SAY 12-F3AY 16)
Л^Л.-SAV 15
СЛ.Ч-СЛ, VQA 12
ЛЕ^ЛЕ^-О 100
^ex<0.S V—свети СДЯ
€7вх=0.7-*-2,1 V—свети СЛЛ
Un>i.O—свети С и у
изиекзання на един любител.
С ДгтгД^ и Тг се определит
праговете на сработва не за ло-
гические ннвз 0,8 V н 2t0 V.
Междинната забранена облает,
както и отворени входове на ЛЕ
(липсващн или дефектни шнни)
се инднцират от СД3. RS-трв-
герът (ЛЕ?—ЛЕ3) запомни по-
следний регистриран потенциал.
По такъв начин отчитането мо-
же да стане и след отделине
«а пробника или при ие добър
контакт на острието Вх. 'Ако
Вх няма контакт или нивото е
между 0,7 и 2,1 V, допълни-
телно към или СД? свет-
ва СД3. Изгасването на СД3
означава, че острнето осигурява
безупречен контакт. При пода-
ване на Вх на импулена пере-
дний СДг и СД? сзетват после-
дователно (при по-внеоки често-
ти светенето нзглежда едно-
временно). По евентуалната раз-
лика в иркостта на светене на
к и СД-2 може да се напргви
па преценка за коефпцнента
запълване на импулсите. Със
светодиоди могат ^а се разпоз-
нават добре коефнциенти на за-
пълване до около 20:1. Даде-
ните на фнг. 4.183 прагове иа
сработване се определят до го-
ляма степен от иапрежението
на отпушване на дподите Д^г
Д^ т. е. в завнсимост от типа
на днодите праговете могат да
се различават от показаните. Да-
дените стойности могат да се
постиг ат точно с диоди от ти-
па SAY 15 (евентуално SAY
32 или SAY 16) илн чрез под-
ходящ подбор на отделимте дио-
дн (опитно). Препоръчва се из-
ползуването на внсокочестотен
транзистор Гп за да може да
се наблюдават и импуленн пе-
редний с внеока честота. Много
от образците, реализира ни спо-
ред фиг. 4.183, работеха до
1 MHz и повече.
На фиг. 4.184 е показан един
интересен вариант на схемата от
фнг. 4.183. Възможно е, разбн-
ра се, конструкцията иа проб-
ника да е такава, че светодио-
днте да се намират в зрнтелно-
то поле заедно с острието, и
да се наблюдават едновремено
с точка га на измерване. Понякс-
га обаче е миогр удобно да се
използува звуков контрол. Вход-
ната част на схемата до ЛЕ}
и ЛЕ± е същата като тазн на
фнг. 4.183- Вместо тригера се
използуват 2 тонгенератора, реа-
лнзнрани според фнг. 4.85. Ако
входното ннво е в „забранена-
та облаетизЯодът на ЛЕК е
L, поради което ЛЕ& е забра-
нен и в слушалката Сл не се
чува никакие звук. При това
светва СД н показва, че проб-
иикът е включен. Прн ннво Н
на входа Вх транзисторът Г(
се запушва, на нзхода на ЛЕг
се получава ниво L, ЛЕ^ е за-
бранен, чрез което се разреша-
ва ЛЕ& а ЛЕг остава забранен
от нзхода на ЛЕУ При това ра-
боти долният генератор (ЛЕЪ—
ЛЕ-а) на честота около I kHz,
^оето се възприема като „ей.-
сок“ тон. Ако на входа Вх нн-
вото е L, на изхода на ЛЕг има
Н, а през Д4 е забранен вхо-
дът иа ЛЕЪ. В тозн случай ра-
ботн горният генератор {ЛЕ7—
ЛЕ?) с честота около 200 Hz
(нисък тон). Веичко казано за
схемата от фнг. 4.183 важи и
тук. Последиото показание оба-
че не може да се запомни, а
разпознаваието на импулени пе-
редний с този пробник е въз-
можно в определенн граници
след известна тренировка. Ло-
гическите елементи ЛЕг.н ЛЕ5
не трябва да бъдат в един чип.
С пробника от фиг. 4.183 не
могат да се разпознаят много
кратки (тесни) нмпулси с голе-
мн паузн (например тактови
нмпулен на броячи). В тозн
случай пробникът показва по-
стоя шотоковии потенциал Bt
точка та на измерване, респ. по-
тенциала, преобладавдщ във
времето. За установи ване на-
личието на много кратки или
единнчнн нмпулси схемата от
фнг. 4.183 трабва да се допъл-
нн с тазн от фиг. 4.185. Вхо-
дът на ЛЕТ се включва пара-
лелно към входа Вх иа схема-
та от фнг. 4.183. Двата логи-
чески елемеита ЛЕ у н ЛЕ2 фор-
мнрат импулсите ои осигуряват
подходящи фронтове за пуска-
нето на моновибратора (ЛЕ3»
ЛЕ& Г2). Моновибраторът удъл-
жава импулсите и всекн едини-
чен или уного кратък импулс
се нндицира чрез кратко свет-
ване на СДХ. Продължнтелност-
та на светене на СД± се опре-
дели чрез 7?! н Cv Дадените
на фнг. 4.185 стойности осигу-
ряват оптимална продължнтел-
ност на светене около 03 s.
Иь.пулснн передний на входа
Вх се инднцират от СД4 чрез
ритмично светване, което обаче
не е синхронно с входната че-
сТота^ а' не е и постоянно све-
теве. За да може моновибра-
торът да се задействува и от
много кратки нмпулси (в н^но-
секундння обхват), чрез и
С2 се избягва влиянието на
граннчната честота на транзис-
382 '
383
(Л)
Фиг. 4.185. Раз шире-
иие иа проЗни ка от
фиг. 4.183 с индикация
на единички импулси
или импулсии поредици
ЛЕ^ЛЕ^ — D 100
zs— GF 1O5-S-GF 14(1 (£>100)
CJft-VQA 12
тора Г3. Моновибраторът се
задействува веднага чрез С2,
след което Т2 само поддържа
несгабнлното състояние за вре-
мето на задръжка.
В заключение на фиг. 4.186 а
е показана още едиа съвсем
проста схема иа проб гик, реа-
лизира на без иитегрална схема.
За задействуваие на пробника,
се използуват праговнте иапре-
женни на транзисторите 7\ 4- Г3,
конто в случая се сумират. Ако
напреженнето на входа Вх над-
виши 0 7 V, транзисторът Г3
се отпушва и СДЯ светва. Ко-
гато напрежеиието на входа
надвнши 1,4 V, светва допъл-
нително СД2, а над 2,1 V с а
отпушеЬн и трите транзистора
и светят всичките светодиодн.
Този пробник не е особено то-
чен. На фиг. 4.186# е дадена
една оригннална възможиост за
индикация, конто може да се
приложи прн наличие на 7-сег-
мент ен цифр о в индикатор VQB
Фиг. 4-18 •
<я—пр »ста схема за приб-
лизителна • индикация на
граничите нива О.7 V.
1.4 Vh2.IV; 6—въэмож-
Isa ванина на грите
ьс седемсегментен ии-
цэ VQB 71
71. Може да се изпслзува и
такъв екземпляр, в а който ни-
кой от сегментнте не работи и
вече не може да изобразява
цифра. Цифровнят индикатор сг
включва вместо светодиодите
от фнг. 4.186 а. При праговото
ниво 0,7 V светва най-долната
чертичка, при 1,4 V светва и
средната, а след 2,1 V светят
трнте чертичкн. Символично
светещите чертичкй изобразяват
ннвото на сигнала. Десетичнатз
точка на индикатора може да
се включи постоянно и да слу-
жи за индикация прн включва-
не tfa пробника. Съгласио пра-
говите ннва при Н трибва да
светят 3 чертнчки, при L — не
трябва да свети ннщо или тряб-
ва да свети най-долиата чертичка.
Ако светят две чертичкн, това
означава, че нивото се намира
в забранената облает. Индика-
цнята от фиг. 4.186 б е особе-
но» подходяща за схемата от
фнг. 4.183. Когато се използу-
+5И
Фиг. 4.187. Ликов
пробник
D 100
7t—GF 105+GF 140 (0>:12О)
SAY 12+SAY 16
Д2~GY 100 (4,5—5 VI;
GA 100 (=^5,0 Vj- тип SAY
(5+S V)
ва комбинация от схемите на
фнг. 4.183 и 4.185, десетичната
точка на VQB 71 може да се
използува вместо СД4 от
фиг. 4.185.
4.9.5.2- Пиков пробник
за динамично изпвтваие
За открнваие на кратки остро-
върхи импулси, както н смуща-
ващн нмпулен над ннвото Н нг
под нивото L е подходища схе-
мата на пробника от фиг. 4.1874
Подобно на фиг. 4.185 и ти се
съетои от удължаващ импул-
сите моновибратор (ЛЕ», ЛЕ-#
7\) и светодиод СД1г който
.чрез светване показва наличне-
то на импулси. Входът на мо-
новибратора обаче е реализнран
с двойио днференцнращо стъ-
пало (ЛЕ^. Продължителност-
та на светене на СД1 може да
се измени, ако е необходимо,
чрез Ct и 7?j. За да може проб-
никът да реагнра н прн вай-
краткн нмпулен, са предвиденн
и Сг (както на фиг. 4.185).
Препоръчва се техннте стой-
кости, както и тези иа елемен-
тите към ЛЕХ да не се изменят.
Допълннтелно е нзползуван
ЛЕ± със СДЪ за да се индицн-
ра и нивото в статичен режим
в точката на измерване. Нор-
мално СД2 свети постоянно
(той служи и за индикация прн
включваие), а изгасва при L
на входа Вхх. Двата входа
реагират, както следва.
По вход Вхх моновнбрато-
рът се задействува по фронт
L—Н (СДХ светва). Следовател-
но той реагнра на положителни
„пикове“ (под „пнк* се разбн-
ра кратък смущаващ импулс),
но не и на положителни пикове
над нивото Н, както н на пре-
ходи Н — L. Същевременно СД2
угасва, когато напрежеиието на
Bxi е под 4-0,7 V. СД2 изгасва
също така вннагн когато свет-
не СДХ.
По. Дх2 пробникът реагнра
динамично само на преходи
Н — L с достатъчно стръмни
фронтове (от ТТЛ). По този
/начин може приблнзително да
се оценят фронтовете на инте-
ресуващит*е нн импулси, напри-
мер на тактови импулси. Bxt
реагира също така и иа поло-
жителнн пикове илн пренапре-
жемня по шинн, провеждащи
ниво Н (т. е. пикове в област-
т’а 2,4 V4-5.0 V), както и иа
положителни и отрицателнн
пнкове над ннвото L. Чрез по-
следователво използуване иа
Вхх н Вх2 може да се направи
следното' заключение: ако СДХ
реагира със светване само в а
вход Вх2, налице са нлн поло-
жителнн пнкове вад (статично-
го) ниво Н, или отрицателнн
пнкове под нивото L. Ако по
двата входа реакцията е едиаква.
384
25 Интегралки схеми
385
мой.
Фиг. 4.188. Високочесто-
тен генератор с трептящ
LC-кръг
D 100 (D 200)
ле£. ля,—d 120 или
D 100; D 110
ЛЕ , ЛЕ" -от различии чнпове
рД^ Дра—10 pH (ВЧ развърз-
ващ дросел)
ДCY 100
в нормалната облает между Н
и L съществуват пнкове нли
сигналнн импулси. Постоян-
ного редуващо се мигаве на
СДг и СД2 до казна иаличието
на импулена пореднца (напри-
мер тактови нмпулс и), като
честотата иа светване няма нн-
що общо с тази на входвнте
енгиалн. Схемата се задейству-
ва сигурно от кратки импулси
в наиосекундння обхват, каквн-
то се появяват например при
нееннхронизнрано превключване
на броячни стъпала, при капа-
цитивна връзка между непод-
ходяще разположени проводни-
ца н т. н. Следователно схема-
та е добра за откриване на
смущаващи явления, възниква-
щн прн честотн и делители,
броячи нли декодери.
4.9.5.3. Високочестотен генератор
и генератор иа маркернн импулен
Следващнте ВЧ генератори се
препоръчват особено за радио-
любители. Изработени като
мал кн ръчнн уреди, те позволя-
ват подаването на контролння
сигнал без допълннтелни про-
водници директно в необходи-
ц^та точка. На фнг. 4.188 е по-
А^пн един прост ВЧ генератор
|^ьзможност за нискочестотна
модуляция. Схемата на ВЧ ге-
нератора не се нуждае от спе-
циално обясненне, тъй като
функционално прилича на из-
вестната схема на кварцов ге-
нератор. £j и С, определят
честотата на ВЧ трептеннята и
в завнеимост от необходимата
облает на приложение се под-
бнрат опнтно. Благодарение на
формирането на импулсите от
ЛЕ3 и ЛЕ4 схемата дава на
изхода си Изх (може да бъде
и острие) правоъгьлеи сигнал
с много хармоинци. Опитният
модел беше нзпробван с индук-
тнвиост £j=50 нав. от ПЕЛ
0,12 mm, навитн върху тяло за
бобина с днаметър 8 mm, при
което основната честота беше
в късовълиовня обхват, а хармо-
ницн се забелязваха до телевн-
зионння обхват (VHF). Ако се
използува ЛЕ D 200, се по-
лучават хармоници даже в UHF
(СВЧ) обхвата. Връзка "към ма-
сата се осигурява от капацнте-
та иа ръката. Захранващите
шнни трибва да бъдат дросе-
лирани срещу внсокочестотния
сигнал. Вторият вход на ЛЕ4
дава възможност за производна
външна модулация. В положе-
ние 1 на ключа уредът мо-
же да се използува като НЧ
генератор (честотата, определе-
на от С2, е около 500 Hz). В по-
ложение 2 ВЧ сигналът е мо-
Фиг. 4.189. Високочестотен кварцов ге-
нератор на маркернн импулси
ЛЕ^ь-ЛЕ*— D 200 (D-100)
ЛЕ ЛЕ-1\2 D 100
4t-GY 100
дулнран с ннската честота, а в
положение 3 на нзхода се по-
лучава немодулнран ВЧ сигнал.
За да се използува уредът
като генератор на маркерии
импулси, трябва основната че-
стота да е точно известна. В
такъв случай се препоръчва
кварцовнят генератор от
фиг. 4.189. Съдържанието на
хармоницн се увелнчава чрез
моновибратора ЛЕ3— ЛЕ4. С
D 100 се получават хармони-
цн пене до 30 MHz. Изходннят
кондеизатор 10 nF предназва
нзхода на логический елемент
от претоварване. Вторият вход
на ЛЕ4 също позволява НЧ мо-
дулация. Оград ена с прекъсна-
та линия е показана подходяща
допълнителна схема, която в
зависимост от нуждите може
и да отпадне. С Cs може
точно да се настрои честотата
на кварца. Вснчко казано за
фиг. 4.198 може да се изпол-
вува и тук.
4.9.54. Генератор на едииичии
импулси за ръчиа работа
За изпитване на входовете за
установяваие или тактовите
входове на тригери, броячни
илн делителни стъпала (D 172,
D 174, D 192, D 193 и др.) е удоб-
но ръчно да се подават еди-
нична импулси на съответните
входове. Подаването ие бнва
да бъде съпроводено с вибра-
ции, а изработваните под ко-
манда от ръкаедиинчни импул-
си трябва да бъдат късн. Схе-
мата от фиг. 4.190 а позволява
лесно да се провеждат такива
чизпитвания. Тя се изработва
също като малък ръчен уред
с острие. Особено подходяще
е за бутона Б да се използува
мнкропревключвател. Тригерът
[ЛЕУ~ЛЕ^ осигурява аа статнч-
ния нзход Изх2 необходимото
превключване без трептения
(внбрацнн). При необходимост
от изхбда на ЛЕУ може да се
получи ивверсният сигнал Изх2.
Същевременно се задействува
един моиовибратор, който дава
на изходите Изхг и Изхг пока-
за ните на времедиаграмата от
фнг. 4.190 б сигнали. Получа-
ват се единичнн импулси с про-
дължителыост около 0,5 ps. С
по-малки стойности на и
могат да се получат по-кратки
импулси, като мннималните стой-
ности са съответно 47 pF и
160 Q. Важно за този генера-
тор е връзката на масата към
изпитваната схема да бъде мак-
386
387
Фиг. 4.190
в—генератор на единички импулсн; б—вре-
межиагрвма
симално къса. За различии те 3
илн 4 нзхода могат да се пред-
видят сменяеми (подвижнн) на-
крайници. За целта са подходи-
щи известннте от [45] клемн с
винт или други подобии пру-
жиниращн съединители като
например поэнатите от играта
„Електронен конструктор за
любители". Тези помощни сред-
ства се оказаха много полезны
прн практически изпнтвания ва
трнгернн и броячни схеми.
4.9.5.5. Пробник за еквивалектност
на два сигнала по ниво
Прн много ТТЛ схеми е не-
обходимо да се установи дали
две шини илн точки (свързанн
функцнонално) прн всички слу-
чаи имат еднакво ниво нли не.
Например нзходите на тригери-
те Q и Q не бива ннкога да
Фиг. 4.191
а—пробник за установяваве екви-
валентност на два сигнала;
б—действие на индикаторите
ЛЕ^. ЛЕЯ—П 120 (*/» D 1О0)
СД» СДг-VQA. 12
имат еднакво ннво. С обнкно-
веннте пробници за логическо
ниво тези точки бн трябвало
да се проверяват последовател-
но (междувременно състоиннето
може да се измени) или да се
работи с два пробника. В такива
случаи може да бъде използу-
ваиа простата схема от
фиг. 4.191Д. Двата светодиода
се включват паралелно протн-
вопосочно непосредствеио меж-
ду нзходите на двата логиче-
ски елемеита. Прннцнпът на
действие се .вижда от таблица-
та на фиг. 4 191 б. При еднакво
ниво на двата входа Вхг и Bxt
двата светодиода ие светят.
4.10. СПЕЦИАЛЬНА ПРИЛОЖЕНИЯ
4.10.1. Прост хронометър
За прости игри или спортни
прояви може да се направи
електронен хронометър, като
тактовите импулси 10 Hz илн
Фиг. 4.192. Прост хронометър с меха-
ничен брояч
ЛЕХ .ЛЕ4 —D 100
Д1—SY 200
Д2.Д —от типа SAY
Д4 —^произволен
ЦД-SZX 1815,1
Гу -ОС 121 (£>80)
Г2—SF 126 (£>100)
Г3—като Т., илн SS216
0,1 s се отброяв'ат от механн-
чеи брояч. Необходнмата „вре-
мезадаваща честота" 10 Hz
получава много лесно от често-
тата на мрежата (50 Hz). В [1]
е описана такава схема, реали-
зирана преднмно с транзистори.
Н а фиг. 4.192 е показано под-
ходяще изпълнение с ТТЛ ИС.
Необходнмото захранване за
ТТЛ схеми се получава от
прост захранващ източник, а за
стабнлнзацията на иапрежението
е достатъчен един ценеров
диод ЦД. Иапрежението в из-
хода на трансформатора се оп-
редели от иапрежението, необ-
ходимо за работата иа «иеха-
ннчння брояч. Мрежовата често-
та се формира от един тригер
(ЛЕу—ЛЕ2 според фнг. 4.2),
който периодично задействува
моновибратора (Л£3, Л£4, ГД
Моновнбраторът работи като
делител ва честота в отноше-
ние 5:1. Точният коефицнент
на деление се настройва ед не-
кратно чрез Ry. С Г2 се съгла-
сува в известии граници необ-
ходимого за механичната систе-
ма време на включване с кое-
фициента на запълване на им-
пулсите от моиовибратора. При
грешна настройка на коефн-
циентът на деление ще бъде
нли 4:1, или 6:1, но това го-
лямо отклонение лесно се от-
крива чрез сравнение на пока-
эанията на механнчния броич и
секуидиата стрелка на един
ръчен часовиик. Пускането и
спирането иа брояча еГава по
най-простия начни чрез пре-
включване на захранването му
с бутона Bi Чрез въвеждане на
Г3 (връзката е означена с
прекъсната линия) е възмож-
но управлението на хронометъ-
ра от други електронни уст-
ройства. Когато на входа Вх се
подаде положнтелно напреже-
ние (например ТТЛ ниво Н),
броячът спира. Двата свободни
входа на ЛЕ\ илн ЛЕ.2г включе-
ин като трнгер, могат също да
се използуват за връзка с дру-
ги ТТЛ схемн, но в този слу-
чай при.спрян хронометър броя-
чът ще консумира ток. Тозн
недостатък може да се отстра-
ни, като базовиит резистор на
Г2 се включи към изхода на
ЛЕ3 вместо към изхода на ЛЕ*.
При такива комбинации буто-
нът Б трябва да е нормално
388
389
Фиг. 4.193. Електронеи
зар
л—раяположение на лам-
пите; б—таблица иа функ-
х сВети
V - Б) - mctemu
затворен. Възможна е например
комбинацията със светлинни
бариери (т. 4.2.3). Такъв хроио-
метър може да се използува
само за прости задачи, тъй ка-
то преди нсичко грешката на
механичния брояч е ±0,1 s, а
освен това обикновеиите броя-
чи често не могат да бъдат
нулирани.
4.10.2. Електронии игри
4.10.2.1. Електронеи зар
Известният от много игри
зар може да се разглежда в
широкия смисъл като „генера-
тор на случайни числа", от кой-
то могат да се получат 6 раз-
личии числа в произволна по-
редица. Такава функция добре
се моделира чрез електронии
схеми. Описаиият по-долу елек-
тронен зар, който замества
познатия кубичен зар, е инте-
ресен от технически гледна точ-
ка. За да се опрости схемио,
могат да се възприемат след-
ните ограничения: използува се
импулсеи генератор с висока
честота, която се подава на
входа на един брояч с модул
ьАброене „6", тъй като не е
^входим точен математичен
^рел. Моментът на пускане и
спиране на Този генератор се
определя с ръка. Благодарение
на високата скорост в а броене
е изключено постнгането на
дадена цифра чрез някаква
фалшификация. Индикацията на
резултата става със светодиоди
или лампи с нажежаема иишка,
конто се подреждат по анало-
гия с точките иа зара. Такова
разположение дава възможиост
за просто декодиране иа съ-
стояиията иа брояча и употре-
бата иа сравнително малко еле-
менти. На фиг. 4.193 с е по-
казано разположението на се-
демте лампи или светодиоди,
конто могат да се включат,
разделени иа 4 групи. Пълната
схема на зара е показана на
фиг. 4.194 а. и ЛЕ7 обра-
зуват генератор според фиг. 4.8,
работещ с честота около
150 kHz, определена от стой-
иостта на коидензатора Сг
Следва брояч с модул иа брое-
не „6", чиято схема беше вече
разгледана на фиг. 4.20. Стой-
иостите на съпротивлеиията и
капацнтетите ие са критични;
необходимо е само Ся^0,ЗС7.
Както се вижда от таблицата
иа фиг. 4.193 б, нулевото състоя-
нне на брояча се използува за
индикация иа „шестицата". От
същата таблица се вижда също
така кои групн от лампи светят
при различиите състояния на
390
391
брояча. От нея се получава и
необходимото декодиране, осъ-
ществеио на фнг. 4.194 6 с
ЛЕв-~ЛЕи. За целта са необ-
ходими само 3 ИС. За декоди-
рането са необходими сигналите
от ииверсните изходи иа брояча
Qi^-Qa* както и сигиалът от Q/
За опростяваие иа тази специал-
на схема за декодиране е вклю-
чен ЛЕаа като допълнителен ин-
вертор пред J1EW. Светодиодите
за индикация могат да се упра-
вляват непосредствено от изхо-
дите на логическите елемеити.
При означеиите стойности на
елементите през всеки свето-
диод протича ток около 7 4-
8 mA, който е достатъчеи за
разпознаваието. Ако при два
паралелво свързаин светодио-
да се забелязва разлика в яр-
костта им, може опитно да се
подберат 2 броя с еднакво на-
прежение в права посока
(т. е. с едиаква яркост), конто
да се включат паралелно. В из-
ходите на ЛЕд и ЛЕЮ ие е
необходимо включване то на
допълнителни резистори, тъй
като логическото ниво не ии
интересува. В такъв случай при
Н изходното ниво е около 1,6 V.
При използуване на лампи с
нажежаема нишка, което за ба-
терийно захранване означава
чувствителна консумация, е под-
ходяща схемата от фиг. 4.194 6.
Големите токове па лампите и
вътрешиото съпротивление на
захранващия източник обусла-
вят дълбока обратна връзка,
което се изразява в предпочи-
танг? към отделки числа. За
избегне това нежелателно
^Вше, захранването на лам-
се взема преди защитиия
392
диод Д|, който същевремеино
играе ролята иа филтриращ еле-
мент. Освен това тоководещи-
те шипи за масите на лампите
(Л2, Л4, емитерите иа 7\, Тъ)
трябва да бъдат разделен» от
масата на интегралните схеми
още от захранващия източиик.
Общата точка иа двете масн
трябва да е на изхода на за-
хранващия източиик. По този
начин се предотвратяват всякак-
ви иежелани обратни връзки.
Изборът иа лам пата се опре-
дели в зависимост от използува-
иото захранващо напрежение.
За батернйно захранване е
достатъчна една плоска бате-
рия ог 4,5 V. Същевремеино
тя може да служи за основа на
зара. Платката съссъщите раз-
мери може да се разположн
върху батерията, така че да се
получи малък ръчеи уред. Ко-
гато се използуват лампи с на-
жежаема иишка, се препоръчва
комбинация от 4 последовател-
но свързани батерии R 20,. оси-
гуряващи напрежение 6 V. Пус-
кането н спирането на схемата
на зара може да стаие по раз-
личии начинн, като се използу-
ва входът Вх на генератора
(ЛЕГ). Чрез резистора Rt на
Този вход е установено ниво
L, геиераторът е спрян и за-
рът показва едно случайно чис-
ло. „Хвърлянетб" на зара става
чрез подаваие на ннво Н на
входа Вх. Най-простият иачин
е чрез механичен бутои, както
е показано на фиг. 4.194 в. Кон-
тактът нарочно не трябва да е
защитен от вибрации, тъй като
вибрацните също допринасят
за случайността на полученото
число. Геиераторът работи, до-
Фиг. 4.195
а—устройство за запомняне на първото от
няколко събития; б—включване на лампи с
нажежаема нитка вмесго_. светодиоди
ЛЕ^— D 130
ЛЕ.,. ЛЕ*—1
ЛЕ,- (по */* D 100
ЛЕ& ЛЕ?~1
СД—VQ А12
като бутонът е натиснат, при кое-
то всяка цифра се избяра око-
ло 25 000 пъти в секунда. При
отваряне на контакта броячът
остава в някакво случайно по-
ложение. Дори най-краткото
възможно иатискане на бутона
осигурява повторение иа всяка
цифра около 2000 пъти. Едио
елегантво решение за случая е
използуването на сензорен бу-
тон. На фиг. 4.149 г и фиг. 4.194 д
са показани две възможиостн.
При употреба на MOS транзи-
стора SMY 52 (фнг. 1.17) тряб-
ва да се избере екземпляр с
малко прагово иапрежеиие
'£/,=£4,5 V). -
В [46] е • описан също по-
добен електронен зар с друго
схемно решение.
4.10.2.2. Устройство за запомняне
на първото^т няколко събнтия
Описаиата схема дава възмож-
ност за комбинация от най-мио-
го 8 бутона за игра. Тя е пред-
видена за проверка на времето
за реакция илн за такива игри,
при конто е необходима бърза
реакция и трябва да се регист-
рира кой от играчите пръв е
иатиснал своя бутон. Показано-
то иа фиг. 4.195 а взаимно бло-
киране на отделните тригери
Тг^Тг^ (показани са само 3
тригера) може да се използува
и за мвого други цели. Бутонът
за изчистване, чрез който се
иулнрат тригерите, се намира
при водещия играта. След иу-
лиране на изходите Q на всички
тригери има ниво Н, т. е. ниво
393
Н има на всички входове иа
ЛЕг. Тъй като иа изхода на
ЛЕГ иивото е L, разполэжените
при играчите бутони са актн-
вираии. Този играч, който пръв
натисие своя бутон, обръща
своя тригер, иа изхода Q се
получава ниво L и светва съот-
ветният на мястото светодиод.
Същевременио изходът на ЛЕг
отива в състояиие Н, с което
остаиалите бутоии се блокират.
Следователи© другите тригери
вече не могат да се преобърцат.
Схемата изисква no^HCD 100
за игрално място, както и 1 ИС
D 130 за ЛЕХ. Ако са предвиде-
ни по-малко от 8 места, за ЛЕ±
може да се използува свободен
ЛЕ от D 100, като необходимият
брой на входовете се получи чрез
диодно разширение (фиг. 2.4).
При използуваие на устройст-
во™ в състезателни игри е не-
обходима по-ярка светлина, от-
колкото дават светодиодите. В
такъв случай се използува ва-
рианты, показан иа фиг. 4.1956.
Ло показва също както СД0
състояиие на готовиост (нулира-
ни тригери, след като е натиснат
бутои Би )• Лампата може да се
монтира иа мястото иа водещия
Фнг. 4.196. Защита от смущаващи сиг-
нали по проводниците към бутоните
за схемата от фиг. 4.195
тъй като тя е от значение само
за него, при това може да се
използува по-слаба лампа, откол-
кото тези за играчите (Л^Ля)-
Управление™ иа лампите става
с NPN транзистори (базите нм
се свързват през 1 kQ към нз-
ход Q вместо Q на съответните
тригери). Иапрежението на лам-
пите, както и токът им могат да
се подберат в зависимост от
граннчните параметри иа изпол-
зуваиите транзистори. Удобниза
целта с а лампи 24V/0,! А. Цяла-
та схема от фиг. 4.195 трябва
да се монтира иа мястото на
водещия, а до местата на игра-
чите отиват само проводници за
бутоните. За да се предотврати па-
разитиото задействуване иа иякои
от тригерите вследствие капаци-
тивно прехвърляне на смущава-
щй импулси между проводници-
те, е необходимо входовете на
тригерите да се направят шумо-
устойчнви, както е показано на
фиг. 4.196. На изхода иа ЛЕ-
се включва коидензатор 3,3 nFt
Тези мерки почти винаги са до.
статъчни дори за проводници
от по ияколко метра, без да
е необходимо да бъдат ширмо-
вани.
4.10.23- Електронна викторина
Правилното провеждане иа
истииска научна викторина, (игра
на въпроси и отговори), която
да бъде занимателиаи осигуре-
на срещу случайии и нарочии
грешки, изиска влагаието на до-
ста елементи. За описания при-
мер е прието, че двама играчи
се съревновават под ръконодст-
вото на задаващия нъпросите
водещ. Печелн този, който от-
говори първи на въпроса. Пра-
вило™ на играта е следното.
Водещият завършва въпроса си
с командата „почин" (респ.
включва светлииен сигнал), като
същевременио натиска бутон
„старт". Играчите трябва да от-
говарят в рамките на определе-
но време, което се настройва
предварителио. След изтнчане
на товд време бутоните на иг-
рачите автоматично се блокират
и въпросът се счита за „про-
паднал". Щом като даден играч
е сигурен, че може да отговори
вярно, натиска своя бутон кол-
кото може по-бързо, с което
блокира бутона на противника
си. След това съответинят играч
трябва веднага да отговори иа
въпроса. Автоматиката може да
се допълни и с броячи иа точ-
ките иа играчите. Водещият има
иа разположенне 2 бутона — за
верен и грешен отговор. Ако
нграчът отговори неправилно,
водещият натиска бутона
„грешка*, при което се отброя-
ва точка за противника му. При
Фнг 4.197. Електронна
викторина — схема на ин-
дикаиията към фиг. 4.198
iGC301
БХ’/ОЛ А
Дх, 2ЭЭ
натнска те иа бутон „верен от-
говор* точка получава отгово-
рилнят играч. Следователно иг-
рачът трябва да се стреми да
иатнсне своя бутон максимално
бързо, преди това да е сторил
противникът, ио пък един при-
бързан отговор може да донесе
точка на противника. Предвари-
телното натискане иа бутона от
даден играч води до блокиране
на бутоиа „старт* иа водещия
и до 'съответна сигнализация.
Релето за време предотвратява
ненужно удължаване на играта
при труд ни въпроси. Ако еди-
иият от играчите е безпомощен,
другият въпреки това трябва да
побърза да спечели точката пре-
ди изтичане на времето. На
фиг. 4.197 е показана индика-
цията, състояща се от различии
по цвят лампи (червена — за
грешен отговор, зелена — за ве-
реи, жълта — за старт, и синя —
за готовиост). Индикацията за-
едно с цялата електронна схема
е удобно да бъде разположена
иа мястото на водещия. Към
395
394
местата на играчите отиват само
проводииците за бутоните
(фиг. 4.198).
В началото иа играта (когато
водещият формулнра въпроса)
свети Л4, което означава „го-
товности Ако някои от играчи-
те натисне своя бутон прежде-
временно, светват Л1 или и
показват съответното място.
След това вече схемата не може
да се задействува от стартовия
бутон. Когато водещият натисие
стартовия бутон, Л4 изгасва и
светва Л3, с което на играчите
се дава сигнал, че е разрешено
иатискането на бутона за отго-
вор. По този начин на двамата
играчи се осигурява еднаква въз-
можиост. Ако не последва отгО-
вор в определеното време, Ла
отново изгасва и светва Л4, след
което играта е в изходно поло-
жение.
Играчът, който първи натисне
своя бутон, запалва своята лам-
па за вереи отговор (JZ2 или Л6).
Това състояние се заг/азва, до-
като водещият отново постайи
нграта в положение иа готов-
ност. След светване на лампата
за верен отговор релето за вре-
ме престав а да работи. Ако и
вторият играч натисне своя бу-
тон, при него светва лампата
за грешен отговор — това до-
казва, че бутонът фуикционира
правилно, ио противиикът е бил
по-бърз. На фиг. 4.198 е пока-
зана схемата на лориката, с коя-
то се управляват транзисто-
рите от схемата на фиг. 4.197.
За всеки играч има тригер
L — ЛЕЪ, респ. ЛЕа— ЛЕ&
го първоначално се нулира
входа R (чрез диодите и
ДД и на изходите на ЛЕ6 и
ЛЕЪ се появява ииво Н. Ако
иякой от играчите иатисие своя
бутон преждевременно, когато
на входа R нма все още ниво L,
двата изхода на съответиня три-
гер получават едновременио ни-
во Н (ЛЕу — ЛЕЬ или ЛЕ3 —
ЛЕ^. Изходът иа ЛЕ2 илн ЛЕ4
става L. Релето за време (ЛЕ^
се блокира през диодите Ду или
Д2, след което стартовиит бу-
тон вече не действува. /?2 и
С2 служат за защита от пнкове
вследствие различиите времена
на превключване иа логическите
елементи. От изходите Гу и Г?
се задействуват лампите „греш-
ка" (фиг. 4.197). Само когдто
Гу—Г.2=Н, водещият може да да-
де разрешение за игра чрез буто-
на „старт*. Затварянето иа кон-
такта му задействува моиовиб-
ратора {ЛЕЬ, ЛЕ9, ГД С Ry се
задава необходимого време за
отговор—между 3 и 45 s (за
получаване на други времена
трябва да се измени СД За то-
ва време иа изхода на ЛЕ,, има
L, а иа входа R има Н, така
че двата тригера са разрешени.
В този момент ЛЕ- нма на три-
те си входа Н, а иа изхода си
С—L, което според схемата
от фиг. 4 197 определя смяиата
на светещите ламии. Играчът,
който първи затвори контакта
иа своя бутон (6j нли 62), об-
ръща своя тригер (Z7j или П2
става L), с което включва съ-
ответните лампи и блокира дру-
гая тригер. Ако след това и
вторият играч натисие своя бу-
тон, двата изхода на иеговия
тригер мииават в Н, изходът
иа ЛЕ2 или ЛЕ4 става L, което
чрез Гу или Г2 до вежда до ин-
дикация на грешка. Същевре-
396
Фиг. 4.198. Електронна викторина—схе-
ма на логиката
ЛЕ^ЛЕ^—Ъ 100
ЛЕ^-ЛЕ--, ЛЕ^ЛЕ^—ЪхО 110
ДцЧ-Д*—SAY 12-s-SAY 32
Г,—СС IOO-S-GC 121 (0>1ОО|
ЛЕи-Ч ,D НО или »/, D 120
менио през ЛЕ0 се спира релето
за време (моновибраторът се
връща в изходио състояние).
Това обаче не се забелязва, тъй
като иа един от двата изхода
/7, илн П2 вече има L, което
блокира ЛЕ10 и входът /? оста-
ва в състояние Н независимо
от моиовибратора. Нулирането
иа тригерите може да стаие са-
мо от водещия играта чрез
бутона „стоп* през Д4. Ако
никой от играчите не реагира,
и след изтнчаие иа
времето изходът иа ЛЕ<} става
също Н: Това води до поява
на L на изхода ЛЕ10 и през Д3
двата тригера се блокират. Сле-
дователи© водещият разрешава
играта чрез бутона „старт*, а
чрез бутона „стоп* тя може
да бъде спряиа по всяко време.
След регистрнране на отговора
397
премииаването в състояние на
готовиост става също с бутон
„стоп". За допълнително включ-
ване иа броячи на точките тряб-
ва да се използуват шииите Ry,
Пу и /72. Ако иякой от играми-
те е реагирал, една от шините
Пг или П2 се установява в L.
По време на задаваието иа въп-
роса иа R има Н, а след ре-
акция на играм на R се устано-
вява също L. Проводниците към
бутоните иа играчите са защи-
тени добре от смущаващи им-
пулси с 220 Q и 1 nF. Пробно-
то устройство работеше без
никакви смущения с проводиици
към бутоните на играчите, по-
дълги от 10 ш, в близост до
тиристорно управлявано освет-
ление. Критични са връзките с
бутоните „старт" и „стоп*,
поради което те трябва да са
къси и евентуалио ширмовани.
Може да се използуват и по-
мощии инднкаторни лампи
(фиг. 4.197), ако се включат ти-
ристори вместо Лу-^-Ле (според
фиг. 4.44 напреженнето на транс-
форматора трябва да е двойно
по-голямо от това иа лампите;
лампите се включват вместо Р).
Така реалнзираното устройство
може да eg използува и на сце-
на — то беше проектирано пър-
воиачално точно за тази цел.
За любителнте може да пред-
ставлява интерес показаиата на
фиг. 4.198 с прекъсиата линия
допълиителна възможност с
ЛЕп. В нзхода иа ЛЕуу има L
само за времето от натискаието
иа стартовия бутои до нати-
в1сто иа единия от бутоните
грачите. С този сигнал L
е да се измерва времето на
реакция на играчите. Ако сигна-
лът L в изхода Изх на ЛЕа
се инвертора допълнително с
още едив ЛЕ, е възможио уп-
равлението на простия хроно-
метър от фиг. 4.192 по входа
*на Т3 или по еднния от входо-
вете иа ЛЕу или ЛЕ2. Измере-
но™ по Този начин време иа
реакция може допълнително да
се включва в о предел янето иа
точките на играчите.
На фиг. 4.199 е показана схе-
мата иа споменатото допълие-
ние за броене иа точките» като
точките при грешен отговор се
прибавят към резултата на про-
тивника. Подходящи за целта
са два мехаиичии брояча (Бру
и Бр^, разположени пред игра-
чите. Печели играчът с повече
събрани точки. Водещият игра-
та има на разположение още
два бутона Бг (за грешен отго-
вор) и БП (за верен отговор).
Преди старта двата тригера
(ЛЕ$—ЛЕу^ ч ЛЕу у — ЛЕ12) са
нулирани, при което Qr =Qn =
=L и ЛЕу—ЛЕ^ са забранеии.
Поради това, че преди старта
Пу и /72 имат ниво Н, съответ-
но изходите иа ЛЕЪ и ЛЕ^ —
ииво L, бутоните Бг и Б„ ие
действуват," докато единият от
играчите не натисне своя бутон.
Чак след като това стаие, едн-
ният от изходите на ЛЕЪ н ЛЕа
мииава в Н, а така също и иа
R се получава Н. Двата буто-
на Бг и Бп вече са разрешени.
Ако играчът отговори правилно,
водещият натиска бутона Бп,
при което Qn мииава в Н. Това
води до появата на L на изхо-
да или иа ЛЕг, или иа ЛЕ^ и
броячът иа спечелилня играч
отброява точката. Същевремен-
но нивото Н на Qa изключва
398
възможността за сработване на
Бг . Следователно водещият мо-
же да прибавя само по едиа
точка. При грешен отговор се
затваря коитактът на Бт вместо
на Бп (Qr = Н) и през J1E2 нли
ЛЕ3 сработва броячът иа про-
тивника, който не е успял да
натисне първи своя бутов. При-
бавеиата точка се иидицира от
лампите Лг или JJ2 от фиг. 4.199,
конто остават запалени, докато
водещият играта ие натиске бу-
тон „стоп* (фиг. 4.198), иули-
ращ всички тригери.
Може да се предвидят и бу-
тони за корекция иа броячите
КБ, чрез конто ръчно да се
измени състояннето на броячи-
те. Това е мвого удобно за
прости механичии броячи, конто
иямат възможност за иулиране,
или пък когато водещият сбър-
ка при отчитането ва точка.
Захранващото напрежение (7Б
се избира в зависимост от из-
ползуваните броячи. За пробния
модел бяха използувани теле-
фонии релета 12 V/100 Q. Връз-
ките към бутоните Бг и Бп
са защитени от смущанащи сиг-
иали с RC-групи по показания
иа фиг. 4.199 начин. Мястото
на включване на коидензатори-
те трябва строго да се спазва.
4 10.3. Електроиеи морзов ключ
за радиолюбители
Електронните морзовн ключо-
ве представляват интерес само
занапредиалите радиолюбители,
така че предназначеиието н
прииципът им иа действие би
трябвало да се считат за из-
вестии. Такива електронви клю-
399
Фиг. 4.200. ГТьлна схема на електронеи
морзов ключ
Гг.-|-Гг3-ЗхП172
ЛЕ^-ЛЕр ЛЕ.^ЛЕ^-П 100
ЛЕ*. ЛЕ^-ЫЮ
Т\ -SS216 Е (Д>150)
Д —произволен
чове, реализирани с ТТЛ ин-
тегралин схеми, имат много
предимства. На фиг. 4.200 е
показано подходяще схемно ре-
шение, а на фиг. 4.201 — съот-
ветиата времедиаграма. Преда-
вателят се управлява от контак-
та КР на релето Р, което тряб-
ва да има малко време на включ-
ва не (например поляризираво
телеграфно реле). Управлението
може да се извършва безкои-
тактно ^Директио от изхода на
Фиг. 201. Времедиаграма към фиг. 4.200
Л£8 или J1EW ако схемотехни-
ческого решение на предавате-
ля е подходяще. Както е пока-
зано иа фиг. 4.200, захранващи-
те шини трябва да бъдат
добре защитени от ВЧ сигналн.
Ако чрез Кг се предвидя въз-
можиост за нормално ръчно
предаване, вр ьзките към ключа
трябва също да бъдат добре
защитени от проиикване на ВЧ
сигнал от предавателя. В слу-
чай че ияма да се използува
такъв режим на работа, входът
иа ЛЕ8 може да се евърже
направо към или пък чрез Кг
да се свързва към маса (режим
иа тирета). Тактовите геиерато-
ри, необходим и при електроини
ключове от този тип, могат да
работят както в иепрекъсиат,
така и в прекъснат режим. И
400
двата начина имат своите пре-
димства и недостатъци. Опитът
показва, че радиолюбителите ие
са единни по отношение на удоб-
ства та, прсдлагани от двата ва-
рианта. Ето защо предложевата
схема дава възможиост за ра-
бота в двата режима. Ако
е затворен, тактовият генератор
работи в прекъсиат (старт —
стопеи) режим. При отворен
ключ ATj генераторът работи в
иепрекъснат режим. Ако никой
от любителите вече е свикнал
с едииия режим иа работа, може,
без да използува ключ, да из-
бере подходящ вариант. К е
обичайният за полуавтоматични-
те мореови ключове страничен
ключ с нормално средне 'поло-
жение и страиичен контакт аа
точки, респ. за тнрета. Принци-
път иа действие е обясиеи за
прекъснат режим — затво-
рен). Когато /(ев средне по-
ложение, в изхода на Л Eq има
L и тактовият генератор (ЛЕ^
ЛЕЪ Тх — фнг. 4.9) е спрян чрез
ЛЕ2. Тъй като в изхода на ЛЕ2
има Н, Т\ е отпушеи през , -
съответно в изхода иа ЛЕУ има
също Н и кондензаторът С, е
зареден. Щом като К се вклю-
чи на точки или тирета, изхо-
дът на ЛЕ<> минава в Н. Гене-
раторът започва работа с нм-
пулс L иа изхода на ЛЕ2. Фор-
мата на импулса Т след ЛЕЛ е
показана иа Фигурата. Шнрочн-
ната на импулса трябва да е
много малка (в случая е много
под I ins), защото задният му
фронт определя началото на
първия знак. Скоросттаиа пре-
даванс се определя грубо чрез
Ср а по време на работа чрез
може да се измени в широки
граници. Възможио е тактовият
генератор да ие работи равно-/
мерио вследствие на излъчвана-
та от предавателя висока че-
стота (лоша екранировка). Този
ефект може да се отстравичрез
включваие иа малък капацитет
(10-?100 pF) между колектора
и базата на Ту. Допълиителио ко-
лекторът на може да се евър-
же чрез резистор (Зч-5 к£2)към
A~Ucc-
Да приемем, че К е в поло-
жение за предаваие на точки.
Нормалното състояние на изхо-
да иа Л£7 е Н. При предаваие
на точки изходът на ЛЕЛ иъщо
минава в Н, чрез което се раз-
решава входът J иа трнгера Тгх.
По задиия (Н-L) фронт иа так-
товия импулс Т изходът ми-
нава в Н (фиг. 4.201). Съще-
временно ЛЕЛ се блокира (за-
браиява) и изходът му остава
в Н, даже ако К се премести
в среди© положение или в по-
ложение за предаваие иа тирета.
Блокировката на ЛЕЛ продъл-
жава, докато не бъде излъчена
точката със задния (Н-L) фронт
на следващня такт Т, тъй като
Qj забрапява (блокира) входа J на
Тг2 (виж. фиг. 4.182) и същевре-
менио по ддържа изхода пъЛЕв
в Н независимо от положение-
то на ключа К. По задния фронт
на такта- Т Qx отново става L,
при което Дако К е вече в сред-
не положение) изходът иа ЛЕ4г
става L и отиово блокнра (забра-
нява) входа J на Тгх. В същото
време появата на L на изхода иа
Л Eq спира тактовия генератор.
При предаваие на тирета Jbxo-
дът иа ЛЕ5 става Н и се разре-
шава входът J на Тг2 [в норма л но
26 Интегрални схем*
401
(средне) положение на К QL=H].
Тг^ дели честотата иа две, така
че Гг3се обръща с Т/2. Свърза-
иите в схема И-НЕ иа вхо-
да на ЛЕе изходи Q2 и Q3
осигуряват предаването на ти-
рето и необходимата след това
пауза. Изходът иа Л£”7 поддър-
жа необхо димото ниво за Л£б,
JJEq и входа J на Тги докато
не бъдат, предадеии тирето и
паузата, дори и ако К бъде
преместен в друго положение.
Де йс твите л но във всички слу-
чаи знакът заед ио с паузата се
предаба точно синхронизирано
с тйктовите нмпулси Т. Проми-
на в дължината на знаците или
паузата не е възможно. Закъс-
иеиието при пускаие в прекъс-
иат режим, което е по-малкоот
1 ms, практически ие се забе-
лязва. В непрекъснат режим (Кх
отворен) закъсиението от включ-
ванёто на Af до началото на
първня знак е равно най-много
на интервала между два так-
тови импулса. Във връзка с
управлеиието иа релето се пре-
поръчва за ЛЕ0 и ЛЕ10 изпол-
зуването иа мощен логически
елемент (ЛЕХ0 — D 140). Ако за
управлеиието иа релето не са
необходкмн повече от 15 mA,
за целта може да се използува
и D 120. ЛЕу и ЛЕхп могат да
се изпълнят и с D 100 (двата
входа на ЛЕ9 се разширяватс дио
ди според фиг. 2.4), като с оста-
налите два ЛЕ (включени спо-
ред фиг. 4.15 а като RS-трн-
иер) се замени Тг3 и по тозн
качин се спести една ИС D 172.
Р този случай за цялата схема
са иеобходнми само 5 ИС.
В [60] са описани 6 подобии
схеми на електроиии морзови
ключове, като за различните из-
пълнения са необходими 3—5
ИС.
4.10 4. Миниатюрен предавател
с ИС за лов иа лисицы
Описаните схемн както всяка
с^ема на предавател попадат
под съответните разпоредби за
предавания от радиолюбители.
Радиолюбители без разрешение
за излъчване нямат право да пу-
скат такива предаватели в дей-
ствие. Ето защо тези схеми се
отнасят само за напредналите
радиолюбители. ,
Както показваг следващите
схеми, конто бяха разработени
за клубни станции, ТТЛ ИС са
работоспособны до изнеиадващо
високи честоти. Един миниатю-
рен 80-метров предавател за лов
иа лисици може да се реализира
според фиг. 4.202. Кварцовият
генератор (ЛЕХ—ЛЕ%) с често-
та 35004-3800 kHz управлява
транзистора Tt през развьрзва-
щия ЛЕ3. Крайното стъпало е
изпълнено с транзистор с оглед
на по-голяма излъчвана мощност.
Предавателят може да се управ-
лява през ЛЕХ с бутона Б или
с някакво автоматично устрой-
ство, например с тактов генера-
тор, реализнран с D 100. Lx и
Cj се оразмеряват според изве-
стинте изнсквания за транзис-
торни крайни стъпала и съот-
ветната честота иа кварца. В проб-
иня модел иа схемата за Lx бя-
ха иавити 15 иавивки с диаме-
тър 15 mm от посребрен меден
проводник 1 mm. Връзката за
антената беше взета от четвър-
тата навивка, а зд колектора —
402
Фиг. 4.202 Миниатю-
рен 80-метров предана-
тел за лов иа лисици
ЛЕ^ЛЕ.— 1)100 или D 200
Г,—SF 126
SAY38
01д?/(мамичм
от средата между петата и ше-
стата навивка спрямо извода към
захранващия източник. Трептя-
щият кръг не беше оптимизиран
с цел получаване на максимал-
иа мощност.
На фиг. 4.203 е показана схе-
ма, реализирана почти само с нн-
тегрални схеми.’ Включваието на
транзистора Г, в тактовия ге-
нератор дава възможиост да се
използува коидензатор Ct с по-
ма л ка стойност. Схемата пред-
ставлява автоматично управлfl-
ван предавател („лисица'*)» рзбо-
тещ на честота 27,12 MHz, прие-
та за използуване при дистан-
ционно управление на модели.
Фиг. 4.203 Схема на предавател (;ли_
сина") за 27,12 MHz (периодично пре
къеван НЧ модулиран миниатюрен пре
давател)
7,-55216
ЛЕ^ЛЕ^ DIO0
J7f5-i-.7f7-D116 (D210)
Както се оказа, даже при та-
зн висока честота използуване-
то на D ПО осигурява изнеи^д-
ващо голяма ВЧ мощност. Чув-
ствително по-добра ВЧ изход-
на мощиост се получава с D
210. ЛЕч работи като изходно
стъпало и се съгласува с анте-
иа (както транзисторизираните
предаватели за дистанционно
управление) чрез /7-филтър (С3,
Q) и удължаваща антеиата
намотка L2. С ЛЕЪ и ЛЕ$ е
реализиран кварцовият генера-
тор, а с ЛЕг и Л£4 — генератор
за нискочестотна модулация с
честота около 1 kHz (височина-
та на тона се подбира с С2).
Модулираният сигнал се накъс-
ва, като интервалът между два
импулса (около 1 s) се регулира
с а широчината на импулса
се определи от /?2. В такъв слу-
чай в приемника се чува перио-
дично „писукане". Пълната кои-
403
сумация в режим на излъчване
е около 50 mA, а в паузите е
около 15 mA (при употреба на
D 100 и D 110). За захранване
може да се използуват батерии
(4,5 4-6 V) без допълиителна ста-
билизация. На всяка ИС се включ-
ва филтров кондеизатор 10 nF,
а след батериите — най-малко
20 pF. Предавателят може да
бъде съвсем миниатюрен, така
че спокойно да се иоси напри-
мер от животни (домашиц куче-
та или за зоологически изслед-
вания), чието местоположение
лесно се определи с подходящ
приемник за лов на лнсици
(пеленгатор). При включване на
четвъртвълиова аитена към
изход Изх-i без нзходеи филтър
обхватът на действие иа преда-
вателя беше няколко километ-
ра в зависимост от релефа иа
местността. Практически обаче
този иачин на включване иа ан
тената не може да се изпол-
зува, тъй като в изхода на ЛЕЧ
се получават почти правоъгълни
ВЧ импулси с много хармоници,
което означава недопустимо го-
лямо смущаващо излъчване. Хар-
мониците се подтнскат доста-
тъчно ефективио от П- фил-
търа (Сэ, С4). В изход Изх2
може да се получи излъчена ВЧ
мощиост около няколко милива-
та, което позволи с модела да
бъдат достигиати разстояния от
300 m до над 1 km (в зависи-
мост от релефа на местността).
В случая беше използуваиа аи-
теиа с дължииа 1,2 m и Т2=3
pH. Оразмеряването иа /7-фил-
търа се извършва по известии-
те правила за транзистории край-
ни стъпала. Стойността на С3
ие трябва обаче да бъде по-го-
ляма от 60 pF, за да ие се пре-
виши допустимата загубна мощ-
ност за ЛЕт При изчисляването
иа П- филтър з нзходиият импе-
данс може да се приеме 804-
100 Q (за D ПО).
4.10.5. Автомобилей
оборотомер
Интересът към автомобилните
оборотометри иепрекъснато се
у величава. С помощта иа ТТЛ
ИС те се реализират много лес-
но. £дна такава схема е пока-
зана на фиг. 4.204. За интеграл-
ната схема е необходимо ста-
билно захранване, осъществено
с Г2 и ЩЦ (£4=5,6 V). Импул-
сите от чукчето Ч се подават
иа тригера (Гр ЛЕи ЛЕ^ през
един нискочестотеи филтър, кой-
то подтиска вибрациите на кои-
Фиг. 4.204 Прост авто-
мобилен рборотомер
ЛЕ^ЗЕ^— D100
Tt—SS216
SAY12-J-SAY3J
Tz— SF126
ЦД—SZX19|5,6
404
Фиг. 4205 Автомобилей
оборотомер със зашита от
смущаващи импулси
ле^-.-ле^—D100
Ту Т —SS2I6 (£*100)
тз- SF126
Ду~ SAY12-4-SAY32
ЦД~SZX19I5.6
такта. Д1 и Сх служат за защита
от преиапрежения. Тригерът фор-
мира импулсите и задействува
моиовибратора JlE3—JIEt (фиг.
4.4» фиг. 4.5, фиг. 4.7). Широчината
иа импулсите, нзработени от мо-
иовибратора, е постоянна, дока-
то ннтервалът между импулсите
е пропорционален на честотата
иа прекъсванията на чукчето, т. е.
на оборотите на двигателя. Сле-
дователи© средният ток през из-
мервателната система А е линей-
но пропорционален иа оборотите.
С озиачените за С2 н fa стой-
ности и система 1 mA може да
сеизмерватдо 6000 оборота/min.
Настройката се извършва едно-
кратно чрез fa по известния от
транзисторните оборотомери на-
чни (вж. [1]). Когтго е необхо-
димо да се измени обхватът на
измерване, трябва да се коригн-
ра стойността иа С2. В зависи-
мост от състояннето и качества-
та на контакта чукче—наковалия
показание™ може да бъде не-
стабилно нли пък при определе-
ни обороти да се появят силни
отклонения. Тогава се препоръч-
ва да се подбере опитио стой-
ността иа Clt така че линейност-
та на скалата да се запази до
максималните обороти, без схе-
мата да загуби работоспособ-
иостта си за ниски обороти.
При всички схемни решении
на този или подобии прннципи
[1] съществуват проблеми от сил-
ио вибриращи или замърсеии
контакта.
Препоръчва се комбинацията
моиовибратор с двоен интегратор
иа Милер, при която чрез мал-
ко допълнително вложеии еле-
менти се постига чувствителна
шумоустойчивост. Принципът на
тази схема, приложена в авто-
мобилния оборотомер на фиг.
4.205, беше описан в т. 4.5.5
(фиг. 4.33). Г, и Дд представля-
ват входно ограничители© и ин-
нертиращо стъпало. С показани-
те за Clt С2 и С3 стойности схе-
мата работи до 6000 об/min. На-
стройката на обхвата става с /?3.
Тази схема е много стабилна при
силно вибриращи контакти и
много по-надеждна от познати-
те за тази цел досега схеми.
Цялата скала е линейна, а греш-
ката е ие по-голяма от 2% от
пълната скала, даже и при го-
^лемн колебания в автомобилио-
то захранване.
405
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЕКВИВАЛЕНТИ
НА ИЗПОЛЗУВАНИТЕ В КНИГАТА
ЕЛЕКТРОНИИ ЕЛЕМЕНТИ
Забележка. С изключеине на
ТТЛ ИС приведеннте аналози иа
останалите елементи не са абсо-
лютни еквивалеити, но за сом-
ните решения в книгата са вза-
имнозаменяеми. Техните електри-
ческн параметри и размери мо-
гат да се намерят в съответни-
те каталози, включително в
„ Справочник по полупроводнн-
кови прибери и интегрални схе-
ми", том I—Ш, издание иа ДИ
„Техника"
А. ТТЛ ИС
Запален аналог ГДР ПНР СРР СССР УНР ЧССР
SN7400 D100 UCY7400 CDB400E 155ЛАЗ 7400РС МН7400
SN7403 D103 UCY7403 CDB403E МН7403
SN7410 DI10 UCY7410 CDB410E 155ЛА4 7410 PC МН7410
SN7420 D120 UCY7420 CDB420E 155ЛА1 МН7420
SN7430 D130 UCY7430 CDB430E 155ЛА2 МН7430
SN744O D140 UCY7440 CDB440E 155ЛА6 744 ОРС МН7440
SN7442 UCY7442 CDB442E 7442РС МН7442
SN7446 D146 CDB446E 7446РС
SN7447 D147 UCY7447 CDB447E
SN745O D150 UCY7450 CDB450E 155ЛР1 МН7450
SN7453 D153 UCY7453 CDB453E МН7453
SN7460 D160 UCY7460 CDB460E 155ЛД1 7460РС МН7460
SN7472 D172 UCY7472 CDB472E 155ТВ1 МН7472
SN7474 D174 UCY7474 CDB474E 155ТМ2 7474 PC МН7474
SN7490 UCY7490 CDB490E 155ИЕ2 7490 PC МН7490
SN74192 D192 UCY74192 155ИЕ6 74192РС МН74192
SN74193 D193 UCY74193 155ИЕ7 74193РС МН74193
Б. MOS ИС
ГДР Запален аналог
U101D U1O2D U103D U104D U105D A U106D S U107D W U108D U112D HEF4008B HEF4000B HEF4013B HEF4001B HEF4081B HEF4O27B HEF4024B
406
В. ОПЕРАЦИОНКИ УСИЛВАТЕЛИ
ГДР Запален аналог
А 109С {1А741
А НОС рА710
МАА723(ЧССР) рА723
Г. ОПТРОНИ
ГДР НРБ Запален аналог
МВ 101 «Н2112- CNY47 t
Д- ИНДИКАТОРИ (СЕДЕМСЕГМЕНТНИ)
ГДР СССР ЧССР
VQB71 “t КЛ104А LQ410
Е. СВЕТОДИОДИ
ГДР СССР ЧССР Западем аналог
VQA12 АЛ109А LQ110 CQY54
Ж- ДИАК (СИМЕТРИЧЕН ДИНИСТОР)
ГДР J ЧССР Заладен аналог
SR101/1 K.R207 ST2
407
ТРАНЗИСТОРИ
ГДР НРБ СССР ЧССР Западем аналог
ЛОО П9-ьП15 2N139. 2N140
2121 ГТ4125 МП20 AC121V
2301 П9-3-Л15 2N139. 2N140
»111 ГТ2306 МП42Б АС 125
405-3-140 ГТ309Б. Г, Д 2SA226
2206 2Т3501 КТ312 ВС 108 А
'126 КТ617А SF22
128 2Т6551 КТ617А KF506 РС141
429 ВС639, BF458
436 2Т3107 KF507 ВС 107 А
450 2T3S32 КТ602А ВС117
200,201 2Т3532 КТ602А ВС117
216,218 2Т3609 КТ375Б 2N708
2Т6551 KFS06 ВС141
2Т6821 KF517 ВС 160
2Т6821 KFY18 ВС160
3168 КТ808А KU605 2N3055
1161,165 КТ808А KU606 2N3055
ПА210В 3NU74 AD133
ПА210В 4NU74 AD133
2187К(УНР) GC521 АС 141К
2188К(УНР) GC511 АС142К
Й1О15(УНР ГТ73О4 П217В AD132
И. ФОТОТРАНЗИСТОРИ
ГДР НРБ Западем аналог
SP201 2Ф2101 / ВРХ70
ДИОДИ
ГДР НРБ СССР УНР ЧССР Западед аналог
А100 ПОО Y110 vm до AY16 AY17 т^А IY1 AY?W КД 1102 2Д5612 2Д5605 Д1В Д226Г ОАЭ SFD105 AY123 ВА218 1N3063 ВА217
08