3378

квазиустойчивого равновесия (в данной схеме эти времена не одинаковы), используется одна и та же RC-цепь.

Напряжением uBX(t)> управляющим состоянием MB (смотри формулу ( 1)), в этой схеме является напряжение uBxl(t) на вх°Де элемента DD1, изменяющееся в процессе непрерывного перезаряда конденсатора в RC-цепи. Период генерируемых импульсов j ю (2 - 3) RC ■

4. ОПИСАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ С

ЛАБОРАТОРНЫМ МАКЕТОМ

Лабораторный макет работы "Мультивибраторы на логических элементах" выполнен на печатной плате размером 140x150 мм* из двухстороннего фольгирован-

ного стеклотекстолита с набором контактных площадок и ключом под розетку разъема на 30 выводов.

Внешний вид лицевой стороны печатной платы с расположенными на ней элементами и контрольными точками, выполненными в виде штырей и гнёзд, показан на рис. 6 .

На лицевой стороне печатной платы размещены четыре цифровых микросхемы K155JIA3 (DD1 ...DD4), каждая из

которых содержит четыре идентичных логических

41

элемента, выполняющих в положительной логике операцию "2И-НЕ". Элементы имеют общее питание, но изолированы друг от друга по цепям входа и выхода, что позволяет использовать их в любых комбинациях. Кроме микросхем на лицевой стороне печатной платы размещены также дискретные радиоэлементы (постоянные и перемен­ ные резисторы R 1... R 12, конденсаторы С1... С 12, свето­ диод HLI, диод VD1 типа Д9). Эти элементы служат для реализации принципиальной схемы лабораторного макета.

0

О

DD4

О _______

ООО а5 8

Рис.6 .

42

i

Выполненные в виде штырей и гнёзд контрольные точки

1...16 используются для подключения измерительных приборов.

При установке печатной платы с лабораторным макетом в розетку разъёма, которая смонтирована на коммутационной панели, переключатели S3, S5, S7, S8, S9,

и выход стабилизированного источника питания +5В

оказываются подключенными через выводы розетки разъёма к соответствующим контактным площадкам печатной платы. На рис.7 изображена полная принципиальная схема лабораторного макета работы

"Мультивибраторы на логических элементах",

представляющая собой электрическую схему печатной платы с внесёнными в неё переключателями S3, S5, S7, S8 , S9 и источником питания +5В. Общий провод этого источника питания (нулевая шина) подключен через соответствующий вывод розетки разъёма к контрольной точке 10 на печатной плате (шине "общий" на полной принципиальной схеме лабораторного макета работы). На полной принципиальной схеме лабораторного макета работы показаны нумерация и обозначение выводов всех цифровых микросхем 155J1A3, размещенных на печатной плате.

43

ез —г~

м Т

— ]|—

а 1зоо КТ4

Р я с ?

44

На печатной плате расположены:

1. Схема исследования низкочастотного автоколебательного мультивибратора МВ1, выполненная на логических элементах "2ИНЕ" цифровой микросхемы К 155ЛАЗ (DD1), светодиоде HL1, постоянных резисторах

R1,R2 и R4, конденсаторе С 1 и переменном резисторе R3,

ручка которого находится на лицевой стороне платы.

Собственно МВ1 выполнен на трёх логических элементах "2И-НЕ" (DD1.1, DD1.2 и DD1.3) цифровой микросхемы DD1. Логический элемент DD1.4 цифровой микросхемы DD1, используемый как выходной каскад МВ1, предотвращает влияние сопротивления нагрузки на частоту генерируемых колебаний.

Светодиод HL1 и резистор R4 являются элементами индикатора работы МВ1. Когда на выходе элемента DD1.4

формируется высокий уровень напряжения,

соответствующий сигналу логической "1" (иВЫХ4 =U1)>

светодиод HL1 начинает светиться. По свечению светодиода можно судить о частоте и длительности генерируемых импульсов. Между входами элемента DD1.1

и общим проводом источника питания (нулевой шиной)

включен резистор R], который создаёт на входах элемента

DD1.] постоянное напряжение, близкое к пороговому, что

45

С помощью переменного резистора R3, ручка которого находится на лицевой стороне печатной платы, можно

плавно изменять частоту импульсов, генерируемых MB 1.

2. Схема исследования высокочастотного

автоколебательного мультивибратора МВ2, выполненная на логических элементах "2ИНЕ" цифровой микросхемы

155ЛАЗ (DD2), постоянном резисторе R6 , конденсаторах С2 и СЗ и переменном резисторе R5, ручка которого находится на лицевой стороне печатной платы.

От схемы низкочастотного автоколебательного мультивибратора МВ1 эта схема отличается только отсутствием резистора между входами элемента DD2.1

и общим проводом источника питания (нулевой шиной).

Это связано с тем, что схема высокочастотного автоколебательного мультивибратора на трёх логических элементах "2И-НЕ" работает достаточно устойчиво и без резистора.

При замыкании переключателя S9 к выходу МВ2 через элемент DD2.4 подключается конденсатор СЗ,

выполняющий функции емкостной нагрузки. Элемент

46

DD2.4, как и в случае с МВ1, предотвращает влияние сопротивления нагрузки на частоту генерируемых колебаний.

С помощью переменного резистора R5, ручка которого находится на лицевой стороне печатной платы, можно

плавно изменять частоту импульсов, генерируемых МВ2.

платы.

Собственно ЖМВ выполнен на двух логических элементах "2И-НЕ" (DD3.1, DD3.2) цифровой микросхемы

DD3.

В качестве внешних запускающих импульсов изап в этой схеме используются импульсы, генерируемые автоколебательным мультивибратором МВ2. Если переключатель S3 замкнут, то эти импульсы через элемент

DD2.4 и резистивно-емкостною цепочку (R ll, R12, С7),

выполняющую функции укорочения запускающего импульса, подаются на один из входов логического

47

элемента DD3.1. Укорочение запускающего импульса происходит следующим образом. Если на выходе элемента

DD2.4 напряжение высокого уровня (иВЫХ4 = и 1)> то в точке А (см. рис.7) уровень напряжения также будет высоким. Когда на выходе элемента DD2.4 появится напряжение низкого уровня (иВЫХ4 ^ U0)- 10 благодаря конденсатору С7, включенному параллельно резистору

R12, во время перехода напряжения иВЫХ4 от высокого уровня к низкому возникает короткий остроконечной импульс. Так из входного импульса получается более короткий сигнал. Именно этот укороченный импульс переводит ЖМВ в состояние квазиустойчивого равновесия.

Использование ЖМВ с укорочением запускающего импульса позволяет обеспечить независимость по длительности выходного импульса от запускающего.

С помощью переключателей S7 и S8 можно изменять величину ёмкости С в схеме ЖМВ, подключая параллельно конденсатору С6 конденсаторы С4 и С5 и меняя тем самым длительность генерируемых импульсов.

Элемент DD3.3 использован как усилитель-инвертор.

При замыкании переключателя S5 к выходу ЖМВ через элемент DD3.3 подключается резистивная нагрузка,

включающая в себя постоянный резистор R9 и переменный

48

резистор R10, с помощью которого величину резистивный

Выполнена эта схема на двух логических элементах "2И-

НЕ" (DD4.1 и DD4.2) цифровой микросхемы К155ЛАЗ

(DD4), причём у элемента DD4.1 входы соединены между собой, поэтому схема "2И-НЕ" является одновходовой и

выполняет функции инвертора "НЕ". Снимается

передаточная характеристика такого инвертора с помощью

расчёта длительности импульсов, генерируемых ЖМВ.

При измерении параметров логического элемента в качестве нагрузки применяют логические элементы,

аналогичные элементам, у которых измеряются параметры,

поэтому в качестве нагрузки элемента DD4.1 использован элемент DD4.2.

4 9

5. Конденсаторы С8...С12, шунтирующие цепи питания микросхем DD1...DD4. Установка на печатной плате этих конденсаторов вызвана тем, что микросхемы серии К 155

весьма чувствительны к различным электрическим помехам, и для уменьшения этих помех рекомендуется шунтировать цепи питания микросхем конденсаторами.

5.ЗАДАНИЕ

5.1.Выполняется при подготовке к работе

5.1. 1. Изучить содержание всех разделов методических указаний к лабораторной работе. Рассмотреть принципиальную схему и основные электрические параметры TTJl-элемента, выполняющего логическую операцию "И-НЕ", используя для этого рекомендованную литературу.

5.1.2. Подготовить тетрадь для выполнения рабочих записей в процессе подготовки и проведения экспериментальных исследований:

-начертить полную принципиальную схему лабораторного макета работы (рис. 7);

-зарисовать схемы ждущего мультивибратора (ЖМВ) и

автоколебательного мультивибратора (MB), выполненные на логических элементах "2И-НЕ" цифровой микросхемы

50