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K176 시리즈의 미세 회로. 라디오 - 초보자용

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이 시리즈에는 다양한 통합 수준의 155개 이상의 디지털 미세 회로가 포함되어 있어 디지털 기술의 다양한 장치와 장치를 만들 수 있습니다. 이들 모두는 설계 및 작동 원리가 K176 시리즈 초소형 회로와 유사합니다. 예를 들어 K7LAZ 칩과 같은 K155LA2 칩에는 케이스에 176개의 2I-NOT 논리 요소가 포함되어 있습니다. K155TM2 칩은 K176TMXNUMX 칩과 마찬가지로 XNUMX개의 D플립플롭으로, 역출력을 D입력에 연결하면 카운트가 가능합니다.요컨대, 이러한 모든 실험과 실험, 이전에 설계한 장치 및 장치를 반복할 수 있습니다. 해당 KXNUMX 시리즈 마이크로 회로에서.

그러나이 "하지만"은 항상 기억해야하며 기능면에서 유사한 K176 및 K155 시리즈의 미세 회로는 상호 교환 할 수 없습니다! 예를 들어, K155TV1 미세 회로를 K176TV1 미세 회로로 단순히 교체하는 것은 불가능하지만 둘 다 JK 플립플롭이지만 K155LAZ 미세 회로 중 하나만 K176LA7로 교체하는 것은 불가능합니다. 사실 K176 시리즈 마이크로 회로는 9 ... 5V 범위의 전압에서 작동을 유지하지만 4,5V ± 12%의 공칭 공급 전압용으로 설계되었습니다. 그리고 논리적 레벨의 전압은 동일하지 않습니다. . 9V의 전압에서 논리 0에 해당하는 로우 레벨 전압은 0,3V 이하(K155 시리즈 마이크로 회로의 경우 0,4V 이하)이고 하이 레벨은 8,2V 이상(K155 시리즈 마이크로 회로의 경우 , 2,4V 이상). 이 모든 것과 다른 것들은 K176 시리즈 초소형 회로를 K155 시리즈 초소형 회로에 직접 연결하는 것을 허용하지 않으므로 하나의 설계에서 함께 작동하는 데 사용합니다.

K176 시리즈 초소형 회로의 주요 기능과 장점은 효율성입니다. K155 시리즈 초소형 회로와 비교하여 전원에서 몇 배나 적은 에너지를 소비합니다. 예를 들어, K176IE2 펄스 카운터는 전원에서 약 100μA의 전류를 소비하고 K155IE2 카운터가 소비하는 전류는 50mA에 도달합니다. 이것은 K176 시리즈 마이크로 회로의 기본이 TTL 마이크로 회로에서와 같이 바이폴라 트랜지스터가 아니라 MOS(금속 산화물 반도체) 구조의 전계 효과 트랜지스터라는 사실에 의해 설명됩니다. 이와 관련하여 미세 회로의 제어 입력에 적용되는 신호 레벨도 변경됩니다. 예를 들어, K155TV2 D-플립플롭을 176 또는 단일 상태로 설정하려면 R 또는 S 입력에 로우 레벨 신호를 적용했습니다. K2TVXNUMX 마이크로 회로의 유사한 트리거는 R 또는 S 입력에 하이 레벨 신호를 적용하여 동일한 상태로 설정됩니다.

K176 시리즈 초소형 회로의 또 하나의 기능을 잊어서는 안 됩니다. 정전기 전하에 해롭습니다! 다음은 이러한 문제를 방지하기 위한 몇 가지 팁입니다. 초소형 회로가 금속 상자에 보관되어 있거나 리드가 호일로 싸여 있으면 초소형 회로를 손으로 가져오기 전에 먼저 상자나 호일을 만져야 합니다.

설치 중 정전기로 인해 미세 회로의 전계 효과 트랜지스터가 우발적으로 파손되는 것을 방지하려면 전기 납땜 인두, 납땜 부품 및 설치자의 본체의 정전기 전위를 균등화하고 최소화해야 합니다. 이를 위해 납땜 인두의 손잡이에서 주석 판을 여러 번 감은 와이어로 강화하고 저항이 100 ... 200 kOhm인 저항을 통해 납땜 인두의 금속 부분에 연결합니다. 장착할 때 자유로운 손의 손가락이 장치 회로 기판의 전원 도체에 닿습니다.

K176 시리즈 마이크로 회로에 구조를 장착하는 데 사용되는 전기 납땜 인두의 전력은 25 ... 40W여야 합니다. 납땜 인두를 절연 변압기를 통해 네트워크에 연결하고 유연한 도체가 있는 핸들의 플레이트를 1MΩ 저항을 통해 접지에 연결하는 것이 좋습니다. 각 핀의 납땜 시간은 3초를 넘지 않아야 하며 인접한 핀의 납땜은 10초 후에 시작해야 합니다.

보드의 전원 와이어 사이에 저항이 176 ... 1 kOhm인 저항을 임시로 연결한 후 전원 리드에서 K2 시리즈 미세 회로 납땜을 시작하는 것이 좋습니다. 제너 다이오드가 이미 전원 회로에 납땜되어 있으면 그러한 저항이 필요하지 않습니다.

그리고 한 가지 더 경고: K176 시리즈 마이크로 회로에 있는 장치의 공급 전압은 제어 신호가 입력에 적용되기 전에 켜야 합니다.

발전기의 논리 요소 작동에 대한 실험적 점검으로 K176 시리즈 마이크로 회로에 대한 지식을 시작하는 것이 좋습니다. 먼저 아마추어 무선 설계에서 가장 널리 사용되는 K176LA7 칩을 마스터하는 것이 필요하다고 생각합니다.

K176LA7 마이크로 회로의 기존 그래픽 지정은 그림 1에 나와 있습니다. XNUMXa.

쌀. 1 K176 시리즈의 마이크로 회로

그것은 K155LAZ 초소형 회로와 두 매체의 출력 번호 매기기 (구성표에 따라) 논리 요소 2I-NOT와 다릅니다. 전원의 양극 와이어는 핀 14에 연결되고 음극 와이어는 핀 7에 연결됩니다. 전원은 직렬로 연결된 3336개의 9 배터리 또는 XNUMXV의 안정화된 출력 전압을 갖는 전원 공급 장치일 수 있습니다.

동일한 그림은 단일 펄스를 생성하는 단일 진동기의 두 가지 변형 회로를 보여줍니다. 그 중 첫 번째(그림 1b)는 경기 침체에 의해 촉발되고 두 번째(그림 1c)는 고수준 펄스의 전면에 의해 촉발됩니다. 이러한 단일 진동기의 두 가지 변형에서 생성된 펄스의 지속 시간은 커패시터 C2의 커패시턴스에 의해 결정됩니다.

장치의 첫 번째 버전의 작동은 다음과 같습니다. 초기(대기) 상태에서 커패시터 C2가 방전되므로 DD1.1 요소(핀 1 및 2)의 입력과 DD1.2 요소의 출력 모두에서 높은 수준의 전압이 유지됩니다. 입력 펄스의 감쇠에 의해 생성된 짧은 로우 레벨 신호는 C1R1 회로를 구별하며, 그 결과 DD1.1 요소가 단일 상태로 전환되고 DD1.2가 2으로 전환됩니다. 이 경우 두 번째 소자의 출력에 나타나는 로우 레벨 신호는 커패시터(C2)를 통해 첫 번째 소자의 입력으로 전달되어 단일 상태로 유지된다. 동시에 커패시터는 저항 P1.1를 통해 공급 전압에서 충전을 시작합니다. 커패시터의 왼쪽 (구성표에 따라) 플레이트의 전압이 임계 값에 도달하자마자 요소 DD1.2은 즉시 2 상태로 전환됩니다. 이 순간에 DD1 요소의 출력에 양의 전압 강하가 나타나며 동일한 커패시터 CXNUMX를 통해 첫 번째 요소의 입력으로 전송되고 원샷의 두 요소를 원래 상태로 전환합니다. 다이어그램에서 점선으로 표시된 다이오드 VDXNUMX은 단일 진동기를 가능한 한 빨리 대기 모드로 전환해야하는 경우 켜집니다.

두 번째 변형의 단일 진동기에 대해 간략히 설명합니다(그림 1, c). 요소 DD1.3, DD1.4, 커패시터 C2 및 저항 R2를 포함하는 오른쪽(다이어그램에 따름) 부분은 K155LAZ 미세 회로 요소의 단일 진동기와 정확히 동일한 방식으로 작동합니다. 출력에서 생성되는 로우 레벨 펄스의 지속 시간은 약 3,5초입니다.

생성된 펄스의 지속 시간이 안정적이기 위해서는 단일 진동기를 트리거하는 펄스도 상당히 안정적이어야 합니다. 따라서 이 예에서 요소 DD1.1 및 DD1.2에 대해 만든 짧은 펄스 셰이퍼를 통해 이러한 장치를 실행하는 것이 좋습니다. 초기 상태에서는 소자의 입력에 낮은 레벨의 전압이 작용하며, 이는 DD1.2 소자의 하위 입력에도 인가되며, 이때 커패시터 C1이 방전된다. 높은 수준의 입력 펄스가 이 커패시터를 충전합니다.

그러나 낮은 레벨 전압이 상위 입력에 저장되기 때문에 요소 DD1.2의 상태는 변경되지 않습니다. 그리고 입력 신호가 종료되고 DD1.2 요소의 상위 입력에서 높은 수준의 전압이 나타난 후에만 이 요소의 출력에서 ​​매우 안정적인 짧은 낮은 수준의 펄스가 형성되어 단일 논리 요소 DD1.3 및 DD1.4에 조립된 진동기.

K176LA7 마이크로 회로의 실제 적용의 다음 예는 펄스 전압 발생기입니다. 그림 2에서 발전기의 세 가지 변형에 대한 다이어그램을 볼 수 있습니다.

쌀. 2 발전기

그들은 K155LAZ 칩의 요소에 유사한 생성기를 상기시켜야 합니다. 처음 두 발생기(그림 2, a 및 b)의 펄스 반복 속도는 1 ... 1,5kHz입니다.

세 번째 옵션(그림 2c)은 불연속 신호 발생기와 유사합니다. 그것은 두 개의 상호 연결된 생성기로 구성되며 그 중 하나는 약 1Hz의 반복 속도로 출력에서 ​​펄스 버스트를 생성하고 두 번째는 약 1kHz의 주파수로 충전 펄스를 생성합니다. 펄스 버스트의 지속 시간은 0,5초입니다. 발전기는 DD1.1 요소의 하위 입력에 높은 수준의 제어 전압을 적용하여 켜집니다. 생성기 출력에서 ​​생성된 첫 번째 펄스는 이 활성화 신호 직후에 발생합니다.

반복을 위해 앞서 제안한 디자인 중 하나는 슬롯 머신이었습니다. 빨강 또는 녹색. 논리적 요소 2I-NOT와 TTL 미세 회로의 JK 트리거가 작동했습니다. 표시기의 기능은 트랜지스터 스위치의 컬렉터 회로에 포함된 백열 램프에 의해 수행되었습니다. K176 시리즈 칩을 사용하여 이러한 슬롯 머신을 반복할 수 있습니까? 예, 당신은 확실히 할 수 있습니다. K155LAZ 칩을 K176LA7(핀 배치의 차이 고려)으로 교체하고 K155TV1을 K176TV1로 교체하기만 하면 됩니다. 저항 R1은 저항이 300 ... 500kOhm인 다른 것으로 교체해야 하며 커패시터 C1의 커패시턴스는 0,1uF여야 합니다. 게임의 효과는 그 기계와 동일합니다.

그러나 그림 3에 표시된 구성표에 따라 유사한 슬롯 머신을 만들 수도 있습니다. 삼.

쌀. 3 K176LA7 칩의 "빨간색 또는 녹색" 슬롯 머신

K176LA7 칩의 네 가지 요소를 모두 사용합니다. 그 중 두 개(DD1.1 및 DD1.2)는 펄스 발생기에서 작동하며, 반복률은 저항 R1과 커패시터 C1의 값에 의해 결정되고 다른 두 개(DD1.3 및 DD1.4)는 .1) 단계를 일치시키는 기능을 수행합니다. 트랜지스터 VT2 및 VT1를 통한 이러한 요소의 출력에는 적색 발광 LED HL2과 녹색 HL1가 연결됩니다. SB1.3 버튼을 누르면 발전기가 작동하기 시작하고 발전기의 주파수에 따라 DD1.4 및 DD1 요소가 교대로 하나의 논리적 상태에서 다른 논리적 상태로 전환됩니다.LED는 동일한 주파수에서 깜박입니다. 그러나 버튼을 놓으면 그 접점이 시간 설정 커패시터 CXNUMX에 의해 다시 닫히고 발전기가 작동을 멈춥니다. 이 경우 일치하는 요소 중 하나의 출력에 높은 수준의 전압이 나타나고 다른 하나의 출력에 낮은 수준의 전압이 나타납니다. 출력 전압이 높은 소자에 연결된 LED 중 하나가 켜집니다.

이러한 슬롯 머신은 또한 난수 생성기로 간주될 수 있습니다. 출력 중 논리적 1 또는 논리적 0을 가질 출력을 미리 예측하는 것은 불가능합니다.

여기에서 이야기한 생성기에서 타이밍 저항의 저항이 K155 시리즈 마이크로 회로를 기반으로 하는 유사한 생성기보다 훨씬 높다는 것을 알았을 것입니다. 저항은 저항을 통해 흐르는 전류가 가능한 한 작고 입력 신호 소스에서 작동하는 미세 회로에 부하가 걸리지 않도록 50kOhm 이상으로 선택됩니다. 이러한 저항의 최대 저항은 주로 회로 기판의 가능한 누설 전류에 의해 제한되며 누설 저항은 수십 메가 옴에 이릅니다. 발전기의 시간 설정 회로의 커패시터 커패시턴스는 장치 설치의 커패시턴스를 크게 초과하기 위해 100pF 이상이어야합니다.

K176 시리즈에는 범용 논리 소자라고 하는 K176LP1 칩이 있습니다. 그것의 다재다능함은 그것이 XNUMX개의 독립적인 NOT 요소와 ZILI-NE 요소, ZI-NE 요소 및 큰 분기 계수를 가진 NOT 요소로 모두 사용될 수 있다는 사실에 있습니다(연결할 수 있습니다. 많은 수의 다른 마이크로 회로를 출력에 연결).

이 미세 회로의 전자 "스터핑"도가 그림 4에 나와 있습니다. XNUMXa.

쌀. 4 칩 K176LP1

이것은 1개의 전계 효과 트랜지스터로 구성되며, 그 중 3개(VT4-VT6)는 n-채널이고 나머지 14개(VT14-VT9)는 p-채널입니다. 총 핀 수는 7개입니다. 공급 전압은 핀 6(+3V) 및 10(공통)에 적용됩니다. 결론 13, 8, 1은 입력이고 나머지는 출력입니다. 서로 다른 기능적 목적의 논리 소자는 입력 단자와 출력 단자를 적절하게 연결하여 얻을 수 있습니다. 따라서 결론 5과 4, 4과 3를 서로 연결하면 4개의 인버터가 생성됩니다(그림 4, b). IC가 고출력(분기 계수가 큰) 인버터가 되기 위해서는 그림 176과 같이 모든 입력 핀과 모든 출력 핀을 함께 연결해야 합니다. 2, 다. 다른 핀 연결 조합을 사용하면 미세 회로를 4OR-NOT 요소(그림 4, d), ZI-NOT 요소(그림 XNUMX, e), KXNUMX 시리즈에 없는 XNUMXOR-AND-NOT 요소로 전환할 수 있습니다. (그림 XNUMX, f) 및 두 개의 입력이 있는 멀티플렉서(그림 XNUMXg).

도 56의 방식에 따른 멀티플렉서는 XNUMX, XNUMX개의 입력(A, C 및 B) 및 XNUMX개의 출력(D). 입력 C의 높은 레벨 전압에서 입력 A에서 출력 D로 신호를 전달하고 입력 B에서 높은 레벨 전압으로 신호를 전달합니다. 또한, 입력 C에서 동일한 레벨의 전압, 출력 D의 신호는 입력 A 또는 B로 전달할 수 있습니다.

K176LP1 칩, 특히 전송 신호가 디지털과 아날로그가 될 수 있는 멀티플렉서의 작동을 실험적으로 확인하는 것이 좋습니다.

플립 플롭, 펄스 카운터, 디코더와 같은 K176 시리즈의 다른 마이크로 회로를 사용하면 디지털 주파수 측정기, 전자 시계 및 기타 복잡성이 증가하는 장치를 설계하는 과정에서 더 자세히 알게 될 것입니다. 논의된다. 이제 우리는 전자 시간 측정기에서 사용하도록 특별히 설계된 이 시리즈의 미세 회로 그룹 중 하나인 K176IE5 미세 회로에 대해 조금 이야기하려고 합니다.

이 미세 회로의 기존 그래픽 지정과 이를 켜는 일반적인 회로가 그림 5에 나와 있습니다. XNUMX, a 및 b.

쌀. 5 칩 K176IE5

초소형 회로는 32Hz의 주파수에서 외부 석영 공진기와 함께 작동하도록 설계된 펄스 발생기와 768비트 및 1비트의 두 개의 주파수 분할기로 구성되어 함께 발생기의 9비트 이진 주파수 분할기를 형성합니다. 수정 공진기 ZQ10은 발전기의 시간 설정 요소와 함께 단자 32(입력 Z) 및 768(출력 Z)에 연결됩니다. 출력 K 및 K에서 제어할 수 있는 주파수가 9Hz인 발생기 신호는 1비트 주파수 분배기의 입력에 공급됩니다. 이 분배기의 출력 64(핀 10)에서 반복률이 2Hz인 펄스가 생성됩니다. 이 생성기 신호는 두 번째 분배기(1비트)의 입력 2(핀 14)에 적용될 수 있습니다. 이렇게하려면 핀 4과 2를 연결하기 만하면됩니다. 그런 다음이 분배기의 다섯 번째 숫자의 출력 15 (핀 5)에서 주파수가 1Hz이고 출력 1에서 신호를 제거 할 수 있습니다 주파수가 60Hz인 여섯 번째 자리의 (핀 1), 전자 시계에서 주파수가 60Hz인 이 안정적인 신호는 일반적으로 초기 두 번째 임펄스로 사용됩니다. 그리고 그 신호가 분주율 XNUMX인 추가 분주기의 입력에 인가되면, 그 출력에서 ​​XNUMX/XNUMXHz의 반복율을 갖는 펄스, 즉 시간 카운터의 미세한 펄스가 생성될 것이다.

마이크로 회로의 R 입력(핀 3)은 출력에서 ​​생성되는 진동의 초기 위상을 설정하는 역할을 합니다. 높은 수준의 전압이 가해지면 출력 9, 10 및 15에서 낮은 수준의 전압이 발생합니다. 설정 레벨을 제거한 후 해당 신호가 이 출력에 나타나고 출력 15(1Hz)에서 첫 번째 하이 레벨 펄스의 감소는 1초 후에 발생합니다. 커패시터 C1 및 C2는 수정 발진기의 주파수를 미세 조정하는 역할을 합니다. 용량이 감소하면 생성 빈도가 증가하고 그 반대도 마찬가지입니다. 발전기의 주파수는 대략적으로 커패시터 C1을 선택하고 정확하게 커패시터 C2를 트리밍하여 설정됩니다. 저항 R2의 저항은 1,5 ... 20 MΩ 범위가 될 수 있습니다.

칩 K176IE5는 스톱워치에서 작동할 수 있으며 이와 유사하지만 전자 시계에서 더 복잡한 K176IE12입니다. 그럼에도 불구하고 이제 내일로 미루지 않고 모범 주파수 신호의 소스로 작동 테스트를 할 수 있습니다. 64Hz 신호는 하이 임피던스 헤드폰에서 들을 수 있습니다. 1 및 2Hz 주파수의 신호는 집전 회로의 LED 또는 백열 램프가 있는 트랜지스터 표시기를 미세 회로의 핀 5 및 4에 연결하여 시각적으로 관찰할 수 있습니다.

그러나 K176IE5 칩은 수정 공진기 없이 테스트할 수 있습니다. 이 경우 커패시터 C1과 가변 저항 R2로 구성된 타이밍 발생기 회로는 그림 57과 같이 미세 회로에 연결됩니다. 2, 인. 이러한 생성기는 커패시터 C2와 가변 저항 R15를 선택하여 설정되어 출력 1에서 주파수가 XNUMXHz인 신호가 나타납니다. 이 초소형 회로로 실험하는 데 한 두 시간은 헛되지 않을 것입니다.

K176 시리즈 마이크로 회로에서 구조의 실험적 검증 및 전원 공급을 위해 고정 출력 전압이 9V인 독립 네트워크 장치를 장착할 수 있습니다. 예를 들어, 그림 6에 표시된 회로에 따라. XNUMX.

쌀. 6 AC 어댑터

그것에서 출력 회로 보호 시스템은 게르마늄 npn 트랜지스터 VT1, 실리콘 다이오드 VD2 및 저항 R1에 의해 형성됩니다. 이 경우 다이오드 VD2는 0,6 ... 0,7V와 동일하게 작용하는 순방향 전압의 안정기 안정기의 기능을 수행합니다. 출력 회로에 단락이 없는 동안 보호 시스템 트랜지스터는 닫힙니다. 이번에는 베이스의 전압이 이미 터이며 음수이며 블록 작동에 영향을 미치지 않습니다.

단락의 경우 트랜지스터 VT1의 에미터는 작은 회로 저항을 통해 공통 배선에 연결됩니다. 이제 이미 터와 관련하여이 트랜지스터의베이스 전압이 양수가되기 때문에 제너 다이오드 VD3이 열리고 션트됩니다. 결과적으로 전압 조정기의 조정 트랜지스터 VT2는 거의 닫히고 이를 통해 흐르는 전류는 안전한 수준으로 제한됩니다.

네트워크 변압기 T1으로 TV 수직 스캔 변압기(예: TVK-70L2, TVK-110L2 또는 TVK-110A)를 사용할 수 있습니다. 주전원 전압을 10 ... 12 V로 낮추는 다른 변압기도 적합합니다.KTs402E(VD1) 정류기 장치는 KD105 또는 D226 시리즈의 1개 다이오드로 교체하여 브리지 회로에서 켤 수 있습니다. 트랜지스터 VT35은 계수 h38E가 21 이상인 MP50 - MPXNUMX 시리즈 중 하나일 수 있습니다.

전원 공급 장치의 디자인은 선택 사항입니다.

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