Справочное пособие по цифровой электронике - Майк Тули

Описание схемы. Электрическая схема логического пульсатора приведена на рис. П2.6.

Рис. П2.6. Принципиальная электрическая схема логического пульсатора.

Таймер 555 (IC1) включен как моностабильный генератор импульсов (см. гл. 4). На выходе таймера (контакт 3) при нажатии кнопки S2 действует напряжение высокого уровня, продолжительность которого определяется цепочкой R2—C2. Для указанных параметров элементов длительность импульса составляет около 5 мс.

Полярность импульса коммутируется тумблером S1. Транзистор TR1 работает в режиме инвертора, а транзисторы TR2 и TR3 являются насыщенными ключами и обеспечивают достаточную нагрузочную способность. Выходной ток ограничивается резисторами R7 и R8.

При стандартном питании +5 В пиковый отдаваемый ток ограничивается для короткозамкнутой цепи несколькими сотнями миллиампер.

Когда выходного импульса нет, транзистор TR1 включен, но оба транзистора TR2 и TR3 находятся в непроводящем (выключенном) состоянии. Следовательно, зонд пульсатора находится в высокоимпедансном состоянии.

Как и в логическом пробнике (см. рис. П2.4), диод D1 обеспечивает защиту от неправильного подключения питания.

Монтаж. Все компоненты логического пульсатора монтируются на печатной плате (9 полосок с 37 отверстиями). Ее можно отрезать от стандартной платы Veroboard (24 полоски с 37 отверстиями) или использовать ту часть платы, которая осталась при монтаже логического пробника.

На рис. П2.7 показана монтажная схема логического пульсатора для платы типа Veroboard.

Рис. П2.7. Монтажная схема логического пульсатора

Рекомендуется следующая последовательность монтажа компонентов: кнопка, переключатель, гнездо IС, пистоны, перемычки, транзисторы, резисторы, диод и конденсаторы. Последними монтируются держатель зонда и провода питания (ее забывайте о правильной полярности — для +5 В берется красный провод с зажимом типа «крокодил»). Всего необходимо сделать 18 разрывов печатных проводников. С обратной стороны платы расположены три перемычки, показанные на рис. П2.7 пунктирной линией.

Прежде чем вставить микросхему в гнездо и закрепить плату в корпусе, тщательно проверьте компоненты, перемычки и разрывы печатных проводников; обратите внимание на ориентацию полярных компонентов (транзисторов, диода и электролитических конденсаторов) и отсутствие замыканий из-за выплесков припоя.

После проверки платы нужно вставить в гнездо микросхему, обратив внимание на ее ориентацию. Затем плату временно вставляют в корпус пульсатора. При этом не требуется никаких дополнительных приспособлений, так как плата плотно зажимается при соединении двух половин корпуса. В верхней части корпуса размечаются отверстия под кнопки S1 и S2. Для S2 требуется прямоугольное отверстие с размерами 8x3 мм. Необходимо сначала просверлить несколько маленьких отверстий, а затем обработать прорезь надфилем. Обе половины корпуса скрепляются винтами с потайной головкой, а зонд монтируется в держателе.

Проверка. Для проверки пульсатора требуется блок питания с ограничением тока и логический пробник. Подключите провода питания пробника и пульсатора к блоку питания, соблюдая правильную полярность, а затем соедините их зонды коротким изолированным проводом с зажимами типа «крокодил».

Установите переключатель S1 на генерирование положительного импульса. Не касаясь кнопки S2, убедитесь, что выход пульсатора находится в высокоимпедансном состоянии, т. е, ни один из светодиодов пробника не светится. В противном случае отключите пульсатор, разберите его и вновь проверьте печатную плату.

При правильной работе пульсатора в статическом состоянии, нажмите кнопку S2 для генерирования импульса и одновременно наблюдайте за поведением светодиодов пробника. Пробник должен зафиксировать положительный импульс. Если импульс не наблюдается или пульсатор формирует на выходе неизменное напряжение низкого или высокого уровней, его придется разобрать и вновь тщательно проверить монтаж платы. Затем следует повторить предыдущую процедуру, но переключатель S1 установите при этом на генерирование отрицательного выходного импульса.

Компоненты. Резисторы (угольные, 0,25 Вт, 5 %): R1 = R2 = R3 = 10 кОм; R4 = R5 = R6 = 4,7 кОм; R7 = R8 =10 Ом; конденсаторы: С1 = 4700 пкФ; С2 = 0,47 мкФ (танталовый, 35 В); С3 = 10 мкФ (танталовый, 16 В); полупроводниковые приборы: IC1 — 555; D1 — 1 N4001; TR1, TR2 — 2N3703; TR3 — 2N3705.

Дополнительные детали: S1 — плоская клавишная кнопка, монтируемая на печатной плате; S2 — сверхминиатюрный скользящий двухполюсный переключатель на два положения; 8-контактное гнездо для микросхем; корпус пульсатора с размерами 140x30x20 мм, односторонние пистоны (3 шт.); часть платы Veroboard с размерами 95x63 мм.

Спецификации

Длительность выходного импульса, мс … 5,2

Полярность импульса … Положительная или отрицательная (задается)

Пиковый выходной ток (короткозамкнутая цепь), мА … ~ 200

Пиковый выходной ток (короткозамкнутая цепь), мА… >= 200

Напряжение питания, В … 4,5—15

Потребляемый средний ток, мА … =< 15

2.5. Генератор импульсов

Генератор формирует разнообразные импульсные сигналы, которые можно использовать с любыми цифровыми схемами. Период импульсов регулируется от 14 мкс до 1,4 с в пяти десятичных диапазонах, ширина импульсов варьируется от 7 мкс до 0,7 с также в пяти десятичных диапазонах. Генератор имеет два независимых выхода: сигнал на одном из них TTЛ-совместим (пиковый выход 5 В), а на другом амплитуда импульсов регулируется в диапазоне от 0 до 8 В и работает от сети 240 В. Он собран из дешевых недефицитных элементов. Монтируется генератор на стандартной плате Veroboard и в стандартном корпусе Verobox.

Описание схемы. Электрическая схема генератора импульсов приведена на рис. П2.8.

Рис. П2.8. Принципиальная электрическая схема генератора импульсов.

Сетевой трансформатор Т1 подает напряжение 9 В на мостовой выпрямитель D1—D4. На конденсаторе С1 образуется выходное постоянное напряжение, примерно равное 13 В. Транзистор TR1 действует в качестве простого последовательного стабилизатора. Стабилитрон D5 обеспечивает эталонное напряжение 10 В, а светодиод D6 сигнализирует о включенном питании.

Микросхема IC1 — это стандартный таймер 555, работающий в астабильном режиме. Потенциометр VR1 предназначается для регулировки частоты повторения импульсов, а с помощью переключателя S2 выбирается один из пяти времязадающих конденсаторов.

Выход IC1 (примерно симметричные прямоугольные импульсы) по дается па вход запуска микросхемы IC2 через формирующую цепочку С15, R6 и D7.

Второй таймер 555 (IC2) работает в моностабильном режиме, и длительность его выходных импульсов регулируется потенциометром VR2. С помощью переключателя S3 осуществляется декадный выбор времязадающего конденсатора. Выходной сигнал IC2, представляющий собой импульсную последовательность с регулируемым коэффициентом заполнения, подается на потенциометр VR3, определяющий амплитуду импульсов на выходе SK3. Транзистор TR2 инвертирует выходной сигнал таймера и формирует ТТЛ-совместимый сигнал на выходе SK1.

Монтаж и проверка. Все компоненты генератора, за исключением силового трансформатора, гнезда предохранителя и органов управления монтируются на стандартной плате (24 полоски с 37 отверстиями). Монтажная схема генератора на плате Veroboard показана на рис. П2.9.

Рис. П2.9. Монтажная схема генератора импульсов.

На плате необходимо сделать 15 разрывов. Рекомендуется следующая последовательность монтажа: гнезда, перемычки, конденсаторы, резисторы, мостовой выпрямитель и выходные пистоны. До окончательного закрепления платы проверьте размещение компонентов, перемычки и разрывы, убедитесь в правильной ориентации электролитических конденсаторов и мостового выпрямителя, а также в отсутствии замыканий печатных проводников из-за выплесков припоя.

После того как плата тщательно проверена, ее закрепляют в корпусе Verobox с помощью трех коротких изолирующих стоек. Затем можно вставить в гнезда микросхемы, соблюдая, конечно, их правильную ориентацию.

Органы управления, переключатели, индикаторы и выходные гнезда монтируются на лицевой панели в соответствии с рис. П2.10.

Рис. П2.10. Трафареты для разметки лицевой панели.