Làm quen thực tế với vi mạch kỹ thuật số. Lược đồ, mô tả

SÁCH VÀ BÀI VIẾT
Thư viện miễn phí / Cẩm nang / Radio - dành cho người mới bắt đầu

Làm quen thực tế với vi mạch kỹ thuật số. Đài phát thanh - cho người mới bắt đầu

Radio - dành cho người mới bắt đầu

Cẩm nang / Radio - dành cho người mới bắt đầu

Trong nhiều loại nhạc cụ và thiết bị của công nghệ kỹ thuật số, được thiết kế bởi các nhà đài nghiệp dư, chip K155LAZ được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng tôi tin rằng việc làm quen thực tế với các vi mạch của loạt bài này nên bắt đầu với nó.

Sự xuất hiện và chỉ định đồ họa có điều kiện của vi mạch này được hiển thị trong hình. 1. Về mặt cấu trúc, nó là một hộp nhựa hình chữ nhật với 14 dây dẫn dạng tấm (một số vi mạch của sê-ri này có 16 hoặc thậm chí 24 dây dẫn) nằm dọc theo cả hai cạnh dài của hộp. Trên đỉnh của hộp có một khóa điều kiện - một dấu tròn nhỏ cho biết vị trí của chân 1. Các chân còn lại được tính từ nó.

Nếu bạn nhìn vào vi mạch từ phía trên - từ phía đánh dấu, thì bạn cần đếm các kết luận ngược chiều kim đồng hồ, và nếu từ bên dưới, thì theo chiều kim đồng hồ. Quy tắc này áp dụng cho tất cả các vi mạch chứ không chỉ dòng K155. Về cấu trúc, vi mạch K155LAZ là gì? Nó bao gồm bốn phần tử logic 2I-NOT (số 2 cho biết số lượng đầu vào của mỗi phần tử), được cấp nguồn bởi nguồn điện áp DC bên ngoài chung.

Làm quen thực tế với vi mạch kỹ thuật số
Cơm. 1 Chip K155LAZ Hình. 2 Nguồn điện

Mỗi yếu tố logic của nó hoạt động độc lập. Không khó để chọn các phần tử bằng các số pin được chỉ định trên ký hiệu mạch đồ họa của vi mạch. Vì vậy, chân đầu vào 1, 2 và chân đầu ra 3 tham chiếu đến một trong các phần tử của nó, ví dụ, chân đầu tiên, đầu vào 4, 5 và đầu ra 6 - đến phần tử thứ hai, v.v.

Không được hiển thị trong Hình. Kết luận 1, b 7 và 14 của đoạn mạch dùng để cung cấp điện cho tất cả các phần tử. Thông thường người ta không mô tả những kết luận này trên một sơ đồ để không làm lộn xộn nó với các đường dây điện, và cũng bởi vì các phần tử thường không được đặt cùng nhau trên sơ đồ mạch của thiết bị, như trong Hình. 1b, một riêng biệt trong các lĩnh vực khác nhau. Các chuỗi cung cấp năng lượng của các phần tử vẫn phổ biến. Hơn nữa, đối với vi mạch K.155LAZ, đầu ra 14 phải được kết nối với cực dương và đầu ra 7 với cực âm của nguồn điện.

Vi mạch K155LAZ, giống như tất cả các vi mạch khác của dòng này, được thiết kế để được cấp điện từ nguồn DC 5 V. Bạn cũng có thể sử dụng pin gồm các tế bào điện hóa có điện áp thấp hơn 0,5 V, chẳng hạn như pin 3336. Giảm nhiều hơn , tất nhiên, điều này sẽ ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của vi mạch và với một lượng pin xả nhất định, vi mạch nói chung sẽ ngừng hoạt động bình thường. Vì vậy, nên sử dụng nguồn điện cung cấp điện áp ổn định 5 V. Ví dụ, một nguồn điện như vậy có thể được lắp ráp theo hình minh họa. 2 lược đồ. Trong đó, nguồn không đổi GB1 là hai 3336 pin mắc nối tiếp.

Nguồn được cung cấp cho vi mạch thông qua một bộ điều chỉnh điện áp được tạo thành bởi một diode zener VD1, một điện trở chấn lưu R3 và một bóng bán dẫn điều chỉnh VT1. Điện dung của tụ oxit C1 có thể là 20 ... 50 microfarads, và tụ gốm hoặc mica C2 - 0,033 ... 0,047 microfarads.

Làm thế nào để bộ điều chỉnh điện áp của một nguồn cung cấp vi mạch như vậy hoạt động? Điện trở R3 và diode zener VD1 tạo thành bộ chia điện áp pin GB1. Điện áp tác động lên diode zener bằng điện áp ổn định của nó (đối với diode zener KS168A là 6,8 V). Điện áp được lấy ra từ diode zener được đưa qua điện trở tông đơ R2 đến đế của bóng bán dẫn VT1, và nó sẽ mở ra.

Điện áp ở chân của bóng bán dẫn này càng lớn (và do đó dòng cơ bản càng lớn), nó càng mở, điện áp ở đầu ra của bộ ổn định và dòng điện qua tải của nó càng lớn. Điện áp ở đầu ra của thiết bị, bằng 5 V, đặt biến trở điều chỉnh (hoặc biến trở) R2 bằng vôn kế DC điều khiển. Bộ ổn định sẽ duy trì điện áp như vậy trên tải thực tế không thay đổi khi điện áp của pin GB1 giảm xuống 7 ... 7,5 V.

Tụ điện C1 làm phẳng các gợn sóng trong mạch công suất của vi mạch ở mức thấp và C2 ở tần số dao động điện cao, bảo vệ vi mạch khỏi ảnh hưởng của các nhiễu điện khác nhau đến hoạt động của nó. Điện trở R1 là cần thiết để ngay cả khi tắt vi mạch, bộ ổn định vẫn không hoạt động khi không tải.

Bảng mô phỏng (Hình 3, a), cần thiết để tiến hành các thí nghiệm, kiểm tra hoạt động của các thiết bị và dụng cụ đơn giản, có thể được làm bằng sợi thủy tinh, getinaks hoặc vật liệu cách điện dạng tấm khác có độ dày 1,5 ... 2 mm. Trong những trường hợp cực đoan, ván ép, bìa cứng và thậm chí cả bìa cứng được dán tốt sẽ làm được điều đó. Kích thước gần đúng của bảng là 120x80 mm. Tăng cường các dây dẫn bằng đồng đóng hộp trước dày 1,2 ... 1,5 mm dọc theo các cạnh dài của nó - đây sẽ là các đường dây điện. Trên toàn bộ diện tích còn lại, cứ sau 10 mm, khoan các lỗ có đường kính 0,8 ... 1 mm, vào đó, khi cần thiết, bạn sẽ chèn các đoạn dây đóng hộp (hoặc các dải thiếc hẹp), cong như các vòng - chúng sẽ là các điểm chuẩn tạm thời cho các dây dẫn của điện trở, tụ điện, dây dẫn lắp ghép. Từ bên dưới, ở các góc của bảng điều khiển, gắn các giá đỡ chân thấp và tiến hành các thí nghiệm. Đặt vi mạch ở bất kỳ vị trí nào trên bảng mạch điện với các chân cắm xuống, sau khi uốn cong các đầu hẹp của chúng để chúng vừa khít với bảng điều khiển.

Với các đoạn của dây gắn, kết nối đầu ra 14 của vi mạch với cực dương và đầu ra 7 với đường dây điện âm (chung) (Hình 3, b). Để không làm vi mạch quá nóng trong quá trình hàn, công suất của mỏ hàn không được vượt quá 40 W và thời gian hàn các dây dẫn không được quá 2 s.

Làm quen thực tế với vi mạch kỹ thuật số
Cơm. 3(7) Bảng mạch. Cơm. 4 Thí nghieäm lôùp lý.

Sau khi kiểm tra độ tin cậy và độ chính xác của quá trình hàn, và cũng đảm bảo rằng không có ngắn mạch giữa các chân của vi mạch, hãy kết nối nguồn điện với các đường dây. Sử dụng vôn kế một chiều có điện trở đầu vào tương đối ít nhất là 5 kOhm / V (trung bình kế), đo điện áp ở tất cả các đầu ra logic của các phần tử. Để thực hiện việc này, hãy kết nối đầu dò âm của vôn kế với một đường dây chung và lần lượt chạm vào các cực đầu vào 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13 và sau đó là các đầu ra 3, 6, 8, 11 với cực dương. Khi điện áp nguồn là 5 V, vôn kế sẽ hiển thị khoảng 1,4 V ở cực đầu vào của các phần tử và khoảng 0,3 V ở đầu ra. Nếu không đúng như vậy thì vi mạch bị lỗi.

Có thể bắt đầu kiểm tra thử nghiệm logic hoạt động của các phần tử của vi mạch 2I-KHÔNG với bất kỳ phần tử nào trong số chúng, ví dụ, từ phần tử đầu tiên - DD1.1 với các chân 1-3 (Hình 4). Đầu tiên, kết nối một trong các đầu vào, chẳng hạn như đầu cuối 2, với một đường âm chung và đầu cuối 1 với dương, nhưng thông qua một điện trở có điện trở 1 ... 1,5 kOhm (trong Hình 4, a-Rl ). Kết nối vôn kế PU3 với đầu ra 1.1 của phần tử DD1. Kim vôn kế chỉ cái gì? Điện áp xấp xỉ 3,5 ... 4 V, tức là tương ứng với mức cao.

Sau đó đo điện áp ở chân đầu vào 1 bằng vôn kế Và ở đây, như bạn thấy, cũng có mức điện áp cao. Từ đó kết luận: khi một trong các đầu vào của phần tử 2I-NOT có mức điện áp cao và đầu vào còn lại có mức điện áp thấp thì đầu ra sẽ có mức điện áp cao. Nói cách khác, phần tử ở trạng thái đơn lẻ.

Bây giờ kết nối đầu vào đầu vào 2 của phần tử thông qua một điện trở có điện trở 1 ... 1,5 kOhm với một dây dương và đồng thời với một dây nhảy với một dây chung (Hình 4, b). Đo điện áp ở đầu ra. Trên đó, như trong trường hợp trước, sẽ có một mức điện áp cao. Theo mũi tên của avometer, tháo dây nối để mức điện áp cao xuất hiện ở đầu vào thứ hai của phần tử. Vôn kế phát hiện điều gì ở đầu ra của phần tử? Điện áp khoảng 0,3 V, tương ứng với mức thấp. Do đó, phần tử đã chuyển từ trạng thái đơn lẻ sang trạng thái không.

Với cùng một bộ nhảy dây, đóng đầu vào đầu tiên vào đường dây chung. Đồng thời, một mức điện áp cao sẽ ngay lập tức xuất hiện ở đầu ra. Và nếu bất kỳ thiết bị đầu cuối đầu vào nào được đóng định kỳ vào một đường dây chung, như thể mô phỏng việc cung cấp điện áp mức thấp cho nó? Với cùng tốc độ lặp lại, xung điện sẽ xuất hiện ở đầu ra của phần tử và mũi tên của vôn kế nối với nó sẽ dao động. Kiểm tra nó bằng thực nghiệm.

Các thí nghiệm nói lên điều gì? Họ xác nhận logic của phần tử 2I-NOT, trước đó đã được thử nghiệm trên đối điện của nó: khi điện áp mức cao được áp dụng cho cả hai đầu vào, điện áp mức thấp xuất hiện ở đầu ra của phần tử, hoặc nói cách khác, phần tử chuyển từ trạng thái đơn sang trạng thái không.

Một kinh nghiệm khác: ngắt kết nối cả hai cực đầu vào của phần tử khỏi các bộ phận và dây dẫn khác. Đầu ra bây giờ là gì? Điện áp thấp. Điều này là đúng như vậy, bởi vì không kết nối các chân đầu vào tương đương với việc áp dụng mức điện áp cao cho chúng và do đó, đặt phần tử thành XNUMX. Đừng quên về tính năng này của các yếu tố logic trong tương lai!

Thử nghiệm tiếp theo là kiểm tra hoạt động của cùng một phần tử logic 2I-NOT khi nó được bật bởi biến tần, tức là, như một phần tử NOT. Đóng cả hai cực đầu vào lại với nhau và nối chúng với đường dây điện dương thông qua một điện trở có điện trở 1 .... 1.5 kΩ (Hình 8, c). Vôn kế nối với đầu ra của phần tử thể hiện điều gì? Điện áp thấp. Không ngắt kết nối điện trở khỏi đường này, đóng đầu vào kết hợp vào đường âm (được hiển thị bằng các mũi tên đứt nét) và đồng thời theo dõi phản ứng của vôn kế. Nó sẽ hiển thị mức điện áp cao. Bằng cách này, bạn đảm bảo rằng đầu ra của biến tần luôn ngược chiều với đầu vào.

Thực hiện các thí nghiệm tương tự với các phần tử logic khác của chip K155LAZ và rút ra kết luận phù hợp.

Hãy làm gián đoạn các thí nghiệm một lúc để trả lời câu hỏi: bên trong phần tử logic 2I-NOT là gì?

Từ trước đến nay, chúng ta coi phần tử logic như một loại "hộp đen" với hai đầu vào và một đầu ra. Bây giờ, như thể đang nhìn vào bên trong phần tử, hãy làm quen với việc "nhồi" điện tử của nó (Hình 5). Nó bao gồm bốn bóng bán dẫn npn, ba điốt và năm điện trở. Kết nối giữa các bóng bán dẫn là trực tiếp. Điện trở Ri, được thể hiện bằng các đường đứt nét, tượng trưng cho tải được kết nối với đầu ra của phần tử.

Các thiết bị điện tử của công nghệ kỹ thuật số như vậy được gọi là chip logic bóng bán dẫn, hay gọi tắt là TTL. Điều này phản ánh thực tế là các hoạt động logic đầu vào (hay như người ta thường nói, logic đầu vào) được thực hiện bởi một bóng bán dẫn đa cực phát (chữ cái đầu tiên J), khuếch đại và đảo ngược tín hiệu cũng là bóng bán dẫn (chữ cái thứ hai T).

Làm quen thực tế với vi mạch kỹ thuật số
Hình 5 Nhồi nhét điện tử

Bóng bán dẫn đầu vào VT1, được kết nối theo mạch cơ sở chung, là hai bộ phát. Hơn nữa, các bộ phát được kết nối với một dây điện chung thông qua các điốt VD1, VD2 - chúng bảo vệ bóng bán dẫn khỏi điện áp phân cực âm tình cờ trên các bộ phát. Transistor VT2 tạo thành một bộ khuếch đại với hai tải: cực phát (điện trở R3) và cực thu (điện trở R2). Các tín hiệu antiphase lấy từ chúng (ngược lại về mức: nếu mức điện áp cao trên bộ thu, thấp trên bộ phát) được đưa đến chân đế của các bóng bán dẫn đầu ra VT3 và VT4. Do đó, các bóng bán dẫn đầu ra trong quá trình hoạt động luôn ở trạng thái ngược nhau - một bóng bán dẫn đóng, và bóng bán dẫn thứ hai mở tại thời điểm này.

Nếu có một phần tử điện áp mức thấp ở một hoặc cả hai đầu vào (ví dụ, khi chúng được kết nối với một dây chung), bóng bán dẫn VT1 sẽ mở và bão hòa, bóng bán dẫn VT2 và VT4 được đóng, và bóng bán dẫn VT3 là mở và thông qua nó, diode VD3 và tải RH sẽ chảy - phần tử ở trạng thái đơn. Trong trường hợp tương tự, khi cấp điện áp cao cho cả hai đầu vào, bóng bán dẫn VT1 sẽ đóng, và bóng bán dẫn VT2 và VT4 sẽ mở và do đó đóng bóng bán dẫn VT3. Trong trường hợp này, dòng điện qua tải thực tế sẽ dừng lại, vì phần tử sẽ ở trạng thái không.

Mức điện áp thấp ở đầu ra của phần tử logic bằng điện áp tại cực thu của bóng bán dẫn mở VT4 và không vượt quá 0,4 V. Mức điện áp cao ở đầu ra của phần tử logic (khi bóng bán dẫn VT4 đóng) nhỏ hơn điện áp của nguồn điện bằng giá trị của điện áp rơi trên transistor VT3 và diode VD3 - không nhỏ hơn 2,4 V. Trong thực tế, điện áp của mức logic thấp và cao ở đầu ra của phần tử phụ thuộc vào khả năng chịu tải và có thể hơi khác so với chỉ dẫn ở trên. Sự chuyển đổi của một phần tử từ trạng thái đơn sang trạng thái không xảy ra đột ngột khi điện áp đầu vào của nó đi qua một giá trị khoảng 1,2 V, được gọi là ngưỡng.

Xem các bài viết khác razdela Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Điện thoại bình dân LG A290 có hỗ trợ ba thẻ SIM 04.02.2012

Như đã biết, LG sẽ cung cấp cho người dùng một chiếc điện thoại giá rẻ A290, với tính năng hỗ trợ ba thẻ SIM. Sự mới lạ sẽ cạnh tranh không chỉ với nhiều thương hiệu Trung Quốc và "rởm" thống trị phân khúc giá thấp hơn, mà còn với Nokia, hãng đã rất thành công trong việc sản xuất điện thoại hỗ trợ hai SIM.

Được biết, trang bị của điện thoại sẽ bao gồm màn hình 2,2 inch độ phân giải 176 x 220 pixel, camera 1,3 megapixel, đèn pin LED, khe cắm thẻ nhớ microSD, cổng USB và pin 1500 mAh. Kích thước thiết bị - 113,5 x 51 x 12,95 mm. Vẫn chưa có thêm dữ liệu về điện thoại, cũng như thông tin về khối lượng và thời lượng pin của nó.

LG A290 sẽ là chiếc điện thoại đầu tiên được bán ở Nga, nơi nó sẽ có giá 100 USD. Về sau, địa lý bán hàng của thiết bị, chắc chắn sẽ mở rộng đáng kể.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bộ não của những người cô đơn hoạt động khác đi.

▪ Ăng-ten Fractal cho quần áo thông minh

▪ Trình dịch cho ngôn ngữ xúc giác

▪ Thời điểm uống cà phê an toàn

▪ Crossover cỡ nhỏ Hyundai Exter

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Chống sét. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Không có Patroclus tuyệt vời! Các Thersites khinh thường cuộc sống! biểu hiện phổ biến

▪ Làm thế nào để Lemmings chết? đáp án chi tiết

▪ bài báo Chamomile officinalis. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết đèn LED. Danh mục

▪ bài Cuộc thi của hai cây bút chì. thí nghiệm vật lý

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web