Опытный ждущий мультивибратор (а) и временные диаграммы (в), иллюстрирующие его работу
Смонтировав мультивибратор и включив питание, сразу же измерьте напряжения на входах и выходах элементов. На входном выводе 2 первого элемента и выходе второго элемента оно должно соответствовать высокому уровню напряжения, а на выходе первого элемента и входах второго - низкому уровню. Следовательно, в ждущем режиме первый элемент находится в нулевом состоянии, а второй - в единичном.
Затем подключите вольтметр к выходу второго элемента и, наблюдая за стрелкой индикатора, кратковременно замкните контакты выключателя SB1. Как на это реагирует измерительный прибор? Его стрелка резко отклоняется влево почти до нулевой отметки шкалы, а примерно через 2 с так же резко возвращается в исходное положение. Прибор фиксирует появление импульса отрицательной полярности. А светодиод? Он светится во время импульса. Повторите опыт несколько раз - эффект будет тот же.
Подключите параллельно конденсатору еще один - емкостью 1000 мкФ - и повторите опыт. Длительность импульса увеличится почти втрое. Замените резисторы переменным сопротивлением около 2 кОм (но не более 2,2 кОм). Теперь, пользуясь только этим резистором, вы сможете в некоторых пределах изменять длительность генерируемых импульсов. Но при его сопротивлении менее 100 Ом мультивибратор перестанет работать.
Вывод напрашивается сам: длительность одиночных импульсов ждущего мультивибратора будет тем больше, чем больше емкость времязадающего конденсатора С1 и сопротивление резистора R1. При небольшой емкости конденсатора и малом сопротивлении резистора импульсы становятся столь короткими, что индикаторы, которыми вы пользуетесь, оказываются неспособными на них реагировать.
Разобраться в сущности действия ждущего мультивибратора помогут временные диаграммы, приведенные на рис. 13, б. Поскольку в ждущем режиме входной вывод 1 первого элемента ни с чем не соединен (контакты кнопочного выключателя разомкнуты), это эквивалентно подаче на его вход высокого уровня напряжения. Но на выходе первого элемента низкий уровень напряжения.
На входе второго элемента также низкий уровень напряжения, так как падение напряжения на резисторе, создаваемое входным током элемента, удерживает входной транзистор элемента в закрытом состоянии. Высокий же уровень напряжения на выходе этого элемента поддерживает первый элемент в нулевом состоянии.
Поданный на входной вывод 1 запускающий импульс отрицательной полярности (т зап на верхнем графике) переключает первый элемент в единичное состояние. Создающийся в этот момент (t i) скачок положительного напряжения на его выходе передается через конденсатор на входы второго элемента и переключает его из единичного состояния в нулевое. Такое состояние элементов сохраняется и после окончания действия запускающего импульса.
С момента появления положительного импульса на выходе первого элемента начинает заряжаться конденсатор - через выходной каскад первого элемента и резистор. По мере зарядки конденсатора напряжение на резисторе падает. Как только оно снизится до порогового, второй элемент переключится в единичное состояние, а первый - в нулевое. Теперь конденсатор быстро разрядится через выходной каскад первого элемента и входное сопротивление второго элемента, и устройство окажется в ждущем режиме.
При проведении опытов и экспериментов с ждущим мультивибратором учитывайте, что для нормальной его работы длительность запускающего импульса должна быть меньше длительности формируемого импульса.
Какие практические применения может найти мультивибратор на логических элементах микросхемы К155ЛАЗ?
О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Начнем с автоколебательного мультивибратора. Являясь устройством универсальным, он может найти разнообразное применение. Возьмем, к примеру, мультивибратор на трех логических элементах. Будучи смонтированным вместе с транзисторным индикатором по схеме на рис. 11, он становится генератором световых импульсов, который можно использовать для модели маяка. Если транзистор будет средней или большой мощности, например КТ801, в его коллекторную цепь можно включить несколько соединенных параллельно миниатюрных ламп накаливания - они украсят небольшую новогоднюю елку.
Если емкость конденсатора мультивибратора будет 1 мкф, а постоянный резистор R1 - переменным, сопротивлением 1,5 или 2,2 кОм, то получится генератор колебаний звуковой частоты, пригодный для проверки работоспособности трактов радиовещательных приемников, усилителей звуковой частоты.
К выходу такого устройства можно подключить телефонный капсюль ДЭМ-4м или транзисторный индикатор, но с динамической головкой в коллекторной цепи. Получится звуковой генератор, который можно использовать в качестве квартирного звонка или применить для изучения приема на слух телеграфной азбуки. В первом варианте питание генератора можно подавать через звонковую кнопку, во втором-через контакты телеграфного ключа. Частоту генерируемых импульсов в пределах 800...1000 Гц, соответствующую звуку средней тональности, устанавливают переменным резистором или подбором заменяющего его постоянного резистора.
Следующий пример использования мультивибратора-генератор прерывистого звукового сигнала (рис. 14). Он состоит из двух взаимосвязанных мультивибраторов, выполненных на логических элементах одной микросхемы К155ЛАЗ. Мультивибратор на элементах DD1.3 и DDL4 генерирует колебания частотой около 1000 Гц, которые преобразуются капсюлем ДЭМ-4м (BF1) в звук. Но звук прерывистый, потому что работой этого мультивибратора управляет другой - на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Он генерирует тактовые импульсы с частотой следования около 1 Гц. Телефон звучит лишь в те промежутки времени, когда на выходе тактового генератора появляется высокий уровень напряжения. Длительность звуковых сигналов можно изменять подбором конденсатора С1 и резистора R1, а высоту звука - подбором конденсатора С2 и резистора R2.
 |
