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책과 기사
자체 진동 멀티바이브레이터. 라디오 - 초보자용
자체 진동 멀티 바이브레이터의 변형 중 하나의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX, 에이. 잘 알려진 XNUMX-트랜지스터 대칭 멀티바이브레이터 회로를 상기시켜야 합니다.
그러나 여기에서 멀티 바이브레이터의 능동 소자의 기능은 인버터에 포함된 논리 소자 2I-NOT에 의해 수행됩니다. 두 개의 포지티브 피드백 회로 덕분에 입력 DD1.2이 있는 커패시터 C1을 통한 요소 DD1.1의 출력과 입력 DD1.1가 있는 커패시터 C2를 통한 요소 DD1.2의 출력으로 인해 장치는 자체적으로 작동합니다. 흥분하고 전기 충격을 생성합니다. 생성된 펄스의 반복률은 지정된 커패시터 및 저항 R1 및 R2의 값에 따라 다릅니다. 전기 충격이란 무엇입니까? DC 전압이 갑작스럽고 규칙적인(특정 경우에) 간격으로 값을 변경하여 높은 수준과 낮은 수준을 차례로 취하는 경우 이러한 유형의 신호를 일반적으로 펄스 시퀀스 또는 펄스 시퀀스라고 합니다. 전압이 높은 수준을 취할 때 이 시퀀스의 세그먼트를 높은 수준의 임펄스라고 합니다. 그들 사이의 일시 중지는 낮은 수준의 긴장을 가진 세그먼트입니다. 그러나 같은 이유로 우리는 낮은 수준의 충동에 대해 이야기할 수 있습니다. 이 경우 일시 중지가 높아집니다. 일반적으로 펄스의 지속 시간은 펄스 사이의 일시 중지 지속 시간과 같지 않을 수 있습니다. 이러한 지속 시간의 비율은 시퀀스 주기가 펄스 지속 시간보다 몇 배나 더 큰지를 보여주는 듀티 사이클과 같은 매개변수에 의해 추정됩니다. 높은 수준과 낮은 수준의 임펄스가 발생하는 순간을 일반적으로 임펄스의 전면이라고하며 종료 순간은 임펄스의 감쇠입니다. 하이 레벨 펄스의 경우 전면이 양(또는 양) 전압 강하(낮음에서 높음)이고 감소는 레벨이 높음에서 낮음으로 변경될 때 음(음) 전압 강하입니다. 또한 하이 레벨 펄스의 상승 에지는 로우 레벨 펄스의 골이며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 패킷 패널에 멀티바이브레이터를 장착하려면 이러한 커패시터와 저항을 DD1 칩의 해당 핀에 연결하기만 하면 됩니다(그림 1, b). 오류가 있는지 설치를 확인하고 특히 산화물 커패시터가 포함된 극성을 주의 깊게 확인하십시오. 전원을 브레드보드에 연결하고 전압계를 두 번째 논리 요소의 출력에 연결합니다. 전압계 바늘은 무엇을 보여줍니까? DC 전압은 분당 약 30회 간헐적으로 높은 수준으로 빠르게 상승하고 낮은 수준으로 빠르게 감소합니다. 따라서 멀티바이브레이터는 약 0,5Hz의 반복 속도로 펄스를 생성합니다. 그런 다음 첫 번째 요소의 출력과 병렬로 전압계를 연결합니다. 화살표가 이전 경우와 동일한 빈도로 180 상태에서 XNUMX 상태로 또는 그 반대로 논리적 요소의 전환을 기록한다는 것을 알 수 있습니다. 즉, 이 출력에서도 전기 충격을 가져올 수 있지만 두 번째 요소의 출력에서 충격과 관련하여 위상이 XNUMX° 이동합니다. 멀티바이브레이터로 어떤 실험을 할 수 있습니까? 우선, 두 커패시터를 동일한 커패시터와 병렬로 연결하여 두 커패시터의 커패시턴스를 동시에 두 번 증가시킨 다음 각각 100.. .200 마이크로패럿의 커패시터로 교체하십시오. 첫 번째 경우에는 펄스 반복률이 감소하고 두 번째 경우에는 증가합니다. 하나의 커패시터(예: C1)의 커패시턴스를 변경할 수 있습니다. 이것은 주파수뿐만 아니라 펄스 지속 시간과 그 사이의 일시 중지 비율도 변경하지만 회로 설계에 따라 멀티 바이브레이터는 대칭을 유지합니다. 커패시터의 용량은 1~5μF일 수 있습니다. 그러면 생성된 펄스의 주파수가 약 500~1000Hz로 증가합니다. 이것은 이미 소리 주파수의 진동이며 관성으로 인해 전압계 바늘이 이에 반응할 수 없습니다. 이 경우 멀티바이브레이터의 작동을 확인하려면 0,01...0,015μF 용량의 커패시터를 통해 헤드폰을 출력에 연결해야 합니다. 그러면 톤 사운드가 들립니다. 이제 일정한 저항 중 하나를 동일한 값의 가변 저항으로 교체하면 특정 한도 내에서 생성된 펄스의 주파수를 부드럽게 변경하여 전화기의 사운드 톤을 변경할 수 있습니다. 조립한 멀티 바이브레이터가 불안정할 수 있으며, 전원 공급 장치 전압이 약간 낮아진 상태에서 부품 교체 후 항상 흥분되는 것은 아닙니다. 그 이유는 TTL 미세 회로의 이미 터 입력의 특성으로 인해 논리 요소 입력에서 저항 값의 일부 임계 값입니다. 이러한 기능의 본질은 다음과 같습니다. 멀티 바이브레이터의 암 중 하나를 형성하는 논리 소자의 입력 저항은 미세 회로 소자의 입력 트랜지스터의 이미 터 회로에 포함됩니다. 이미 터 전류는 이 저항에 전압 강하를 생성하여 트랜지스터를 끕니다. 저항의 상대적으로 큰 저항(2,2 ... 2,6 kOhm 이상)으로 저항 양단의 전압 강하는 너무 커서 트랜지스터가 실제로 입력 신호에 응답하지 않는 것으로 판명되었습니다. 그리고 그 반대의 경우 저항의 낮은 저항 (600.. .700 Ohm 이하)으로 요소의 입력 트랜지스터는 항상 포화 상태로 열려 있으므로 입력 신호로 제어 할 수 없습니다. 따라서이 옵션의 멀티 바이브레이터의 안정적인 작동을 위해서는 논리 소자의 입력 저항 저항이 800 Ohm ... 2,2 kOhm 이내여야 합니다. 이러한 저항을 적절하게 선택함으로써 멀티바이브레이터의 안정적인 동작을 달성할 수 있습니다. 또한 멀티 바이브레이터의 작동은 미세 회로 매개 변수의 확산, 전원 공급 장치 전압의 불안정성 및 주변 온도의 상당한 변화의 영향을 받는다는 점을 기억해야 합니다. 다이어그램은 종종 그림 10과 같이 대칭형 멀티바이브레이터를 묘사한다고 말해야 합니다. XNUMX, 다. 예를 들어 그림 2의 회로에 따라 조립된 입력 회로에 저항이 없는 1개의 논리 요소를 기반으로 하는 멀티바이브레이터가 더 안정적으로 작동합니다. 1, 에이. 모든 요소는 인버터로 연결되고 직렬로 연결됩니다. 생성 주파수를 결정하는 타이밍 회로는 커패시터(CXNUMX)와 저항(RXNUMX)으로 구성된다. 이 버전의 자체 진동 멀티바이브레이터 부품을 동일한 프로토타입 패널에 장착합니다(그림 2, b). 그 위에 오른쪽 패널에 표시된 멀티바이브레이터 작동 표시기 부분도 배치합니다. 마이크로 회로와 동일한 소스에서 전원을 공급받는 표시 트랜지스터 VT1(그림 2, c)은 전자 키처럼 스위칭 모드에서 작동합니다. 멀티바이브레이터의 요소 DD1.3이 단일 상태에 있으면(출력 전압이 높은 레벨에 해당함) 트랜지스터가 열리고 컬렉터 회로의 백열등 HL1이 켜집니다. 요소가 XNUMX 상태로 전환되면 램프가 꺼집니다. 신호 램프의 빛을 통해 생성된 펄스의 주파수와 지속 시간을 판단할 수 있습니다. 그러나 첫 번째 멀티바이브레이터를 사용한 실험에서 수행된 것처럼 직류 전압계를 사용하여 멀티바이브레이터 요소의 상태를 표시할 수도 있습니다. 설치 확인 후 전원을 켜주세요. 멀티바이브레이터는 주기적으로 깜박이는 신호 램프로 표시된 대로 즉시 전기 충격을 생성하기 시작합니다. 분당 플래시가 몇 번 있는지 계산하십시오. 약 60이어야 합니다. 그렇다면 멀티바이브레이터 펄스 주파수는 1Hz입니다.
커패시터 C1과 병렬로 동일한 용량의 두 번째 커패시터를 연결합니다. 펄스 주파수는 약 절반으로 감소해야 합니다. 펄스 주파수의 동일한 변화는 저항의 저항을 증가시켜 달성할 수 있습니다. 이것을 확인한 다음 저항을 공칭 저항이 1,5 ... 1,8 kOhm인 변수로 교체하십시오. 이제 이 저항만 사용하면 멀티바이브레이터의 주파수를 0,5 ... 20Hz 내에서 원활하게 변경할 수 있습니다. 가장 높은 주파수는 저항이 회로에서 완전히 제거된 경우, 즉 미세 회로의 핀 8과 1이 닫힐 때입니다. 커패시터 용량이 1μF라면 어떨까요? 이 경우 가변 저항기만이 멀티바이브레이터의 주파수를 약 300Hz에서 10KHz로 변경할 수 있습니다. 멀티바이브레이터가 이 주파수에서 작동하도록 하려면 표시등을 음향 헤드폰(또는 헤드폰의 캡슐)으로 교체해야 합니다. 이 버전의 자체 진동 멀티바이브레이터의 작동 원리는 무엇입니까? 회로도로 돌아가 보겠습니다 (그림 2, a). 전원을 켠 후 논리 요소 중 하나는 다른 요소보다 더 빠르게 두 가지 상태 중 하나를 취하므로 나머지 요소의 상태에 영향을 미칩니다. 요소 DD1.2가 단위 상태에 있는 첫 번째 요소라고 가정해 보겠습니다. 출력의 하이 레벨 신호는 충전되지 않은 커패시터 C1을 통해 요소 DD1.1의 입력으로 전송되며 그 결과 이 요소는 1.3 상태로 설정됩니다. 요소 DDXNUMX은 입력의 전압 레벨이 높기 때문에 동일한 상태에 있습니다. 이 때 소자 DD1.1의 입력 전압은 커패시터 C1이 저항 R1과 소자 DD1.3의 출력 회로를 통해 충전됨에 따라 점진적으로 감소하기 때문에 소자의 이러한 전기적 상태는 불안정하다. DD1.1 요소의 입력 전압이 임계값과 같아지자 마자 이 요소는 단일 상태로 전환되고 DD1.2 요소는 1으로 전환됩니다. 이제 커패시터 C1.2은 요소 DD1의 출력(현재 출력에서 전압은 낮음)과 요소 DD1.3의 출력에서 저항 R8을 통해 재충전되기 시작합니다. 곧 멀티 바이브레이터의 첫 번째 요소 입력 전압이 임계값을 초과하고 모든 요소가 반대 상태로 전환됩니다. 이것이 멀티 바이브레이터의 출력인 DD1.3 요소의 출력 6에서 전기 충격이 형성되는 방식입니다. 그러나 생성 된 펄스는 멀티 바이브레이터의 1.2 출력 요소 DDXNUMX의 출력에서도 가져올 수 있습니다. 이제 1.3 요소 멀티 바이브레이터의 작동을 이해했으면 그림 3과 같이 요소 DD1을 제외하고 저항의 오른쪽 (다이어그램에 따라) 출력을 첫 번째 요소의 출력으로 전환하십시오. XNUMX. 멀티바이브레이터는 XNUMX요소가 되었습니다. 표시등을 출력에 연결하면 생성된 펄스의 주파수가 XNUMXHz로 동일하게 유지됩니다. 이전 버전의 멀티바이브레이터와 마찬가지로 다른 등급의 부품이 설치되면 변경됩니다.
이 버전의 펄스 발생기는 어떻게 작동합니까? 기본적으로 1.1요소와 동일합니다. 예를 들어, DD1.2 요소가 1 상태이고 DD1 요소가 XNUMX 상태인 경우, 커패시터 CXNUMX은 저항기 RXNUMX과 두 번째 요소의 출력을 통해 충전됩니다. 첫 번째 요소의 입력 전압이 임계값에 도달하자마자 두 요소 모두 반대 상태로 전환되고 커패시터는 두 번째 요소의 출력 회로, 저항기 및 첫 번째 출력 회로를 통해 재충전되기 시작합니다. 첫 번째 요소의 입력 전압이 임계값으로 떨어지면 요소는 다시 반대 상태로 전환됩니다. K155LLZ 마이크로 회로 중에는 1,2요소 멀티바이브레이터에서 논리 요소가 충분히 안정적으로 작동하지 않는 경우가 있습니다. 이러한 경우 첫 번째 요소의 입력과 장치의 공통 와이어(R2, 그림 2에 점선으로 표시됨) 사이에 저항이 3...XNUMXkOhm인 저항기를 연결해야 합니다. 이는 임계값에 가까운 요소의 입력에서 일정한 전압을 생성하여 전체적으로 멀티바이브레이터의 시작 및 작동 조건을 용이하게 합니다. 이러한 버전의 멀티바이브레이터는 디지털 기술에서 다양한 주파수와 지속 시간의 펄스를 생성하는 데 널리 사용됩니다.
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