В эту серию входит более трех десятков цифровых микросхем разной степени интеграции, позволяющих создавать разнообразные приборы и устройства цифровой техники. Все они по конструктивному оформлению и принципу работы аналогичны микросхемам серии К155. Так, например, микросхема К176ЛА7, как и микросхема К155ЛАЗ, содержит в своем корпусе четыре логических элемента 2И-НЕ. Микросхема К176ТМ2, как и К155ТМ2,- два D-триггера, которые могут стать счетными, если их инверсный выход соединить с входом D. Короче говоря, все те опыты и эксперименты и ранее сконструированные вами приборы и устройства можно повторить на соответствующих микросхемах серии К176.

Но, и об этом "но"надо всегда помнить, аналогичные по функциональному назначению микросхемы серий К176 и К155 не взаимозаменяемы! Нельзя, например, микросхему К155ТВ1 просто заменить микросхемой К176ТВ1, хотя обе они - JK-триггеры, нельзя только одну из микросхем К155ЛАЗ заменить на К176ЛА7. Дело в том, что микросхемы серии К176 рассчитаны на номинальное напряжение питания 9В±5%, хотя и сохраняют работоспособность при напряжении в пределах 4,5... 12 В. И напряжение логических уровней у них неодинаково. При напряжении литания 9 В напряжение низкого уровня, соответствующее логическому 0, не более 0,3 В (для микросхем серии К155-не более 0,4 В), а высокого уровня- не менее 8,2 В (для микросхем серии К155-не менее 2,4 В). Все это и некоторое другое не позволяют непосредственно подключать микросхемы серии К176 к микросхемам серии К155 и, следовательно, использовать их для совместной работы в одной конструкции.

Основная особенность и достоинство микросхем серии К176- экономичность. По сравнению с микросхемами серии К155 они потребляют от источника питания энергии во много раз меньше. Например, счетчик импульсов К176ИЕ2 потребляет от источника питания ток около 100 мкА, а ток, потребляемый счетчиком К155ИЕ2, достигает 50 мА. Объясняется это тем, что основой микросхем серии К176 служат полевые транзисторы структуры МОП (металл-окисел-полупроводник), а не биполярные транзисторы, как в.микросхемах ТТЛ. В связи с этим изменяется и уровень сигналов, подаваемых на управляющие входы микросхем. Так, например, чтобы D-триггер К155ТВ2 установить в нулевое или единичное состояние, вы подавали на его вход R или S сигнал низкого уровня. Аналогичный же триггер микросхемы К176ТВ2 устанавливают в такие же состояния подачей на вход R или S сигнала высокого уровня.

Не следует забывать еще одну особенность микросхем серии К176: на них губительно действуют электростатические заряды! Вот несколько советов, предупреждающих эти неприятности. Если микросхема хранится в металлической коробке или ее выводы обернуты фольгой, то, прежде чем взять микросхему рукой, сначала следует дотронуться до коробки или фольги.

Чтобы исключить случайный пробой полевых транзисторов микросхемы статическим электричеством во время монтажа, статические потенциалы электропаяльника, паяемой детали и тела самого монтажника должны быть уравнены и сведены к минимуму. Для этого на ручке паяльника несколькими витками голого провода укрепляют пластину из жести и через резистор сопротивлением 100... 200 кОм соединяют ее с металлическими частями паяльника. При монтаже пальцами свободной руки касаются проводника питания на монтажной плате устройства.

Мощность электропаяльника, используемого для монтажа конструкций на микросхемах серии К176, должна быть 25... 40 Вт. Целесообразно паяльник подключить к сети через разделительный трансформатор, а пластину на ручке гибким проводником соединить с заземлением через резистор сопротивлением 1 МОм. Время пайки каждого вывода не должно превышать 3 с, а пайку соседнего вывода следует начинать спустя 10 с.

Пайку микросхем серии К176 рекомендуется начинать с выводов питания, предварительно включив временно между проводами питания на плате резистор сопротивлением 1 ... 2 кОм. Если в цепь питания уже впаян стабилитрон, то надобность в таком резисторе отпадает.

И еще одно предупреждение: напряжение питания устройства на микросхемах серии К176 необходимо включать до подачи на его вход управляющих сигналов.

Условное графическое обозначение микросхемы К176ЛА7 показано на рис. 1,а.

Рис. 1 Микросхемы серии К176

Она отличается от микросхемы К155ЛАЗ только нумерацией выводов двух средних (по схеме) логических элементов 2И-НЕ. Плюсовой провод источника питания соединяют с выводом 14, а минусовой-с выводом 7. Источником питания могут служить две батареи 3336, соединенные последовательно, или сетевой блок питания с выходным стабилизированным напряжением 9 В.

На том же рисунке изображены схемы двух вариантов одновибратора, формирующего одиночные импульсы. Первый из них (рис. 1,б) запускается спадом, а второй (рис. 1,в) фронтом импульса высокого уровня. В обоих вариантах такого одновибратора длительность формируемого импульса определена емкостью конденсатора С2.

Работа первого варианта устройства заключается в следующем. В исходном (ждущем) состоянии конденсатор С2 разряжен, поэтому на обоих входах элемента DD1.1 (выводы 1 и 2) и выходе элемента DD1.2 поддерживается напряжение высокого уровня. Короткий сигнал низкого уровня, создающийся спадом входного импульса, дифференцирует цепь C1R1, в результате чего элемент DD1.1 переключается в единичное состояние, а DD1.2- в нулевое. При этом сигнал низкого уровня, появляющийся на выходе второго элемента, через конденсатор С2 передается на вход первого элемента и поддерживает его в единичном состоянии. Одновременно конденсатор начинает заряжаться от источника питающего напряжения через резистор Р2. Как только напряжение на левой (по схеме) обкладке конденсатора достигнет порогового значения, элемент DD1.1 тут же переключится в нулевое состояние. В этот момент на выходе элемента DD1.2 возникнет положительный перепад напряжения, который через тот же конденсатор С2 передастся на вход первого элемента и переключит оба элемента одновибратора в исходное состояние. Диод VD1, показанный на схеме штриховыми линиями, включают в тех случаях, когда требуется возможно более быстрое переключение одновибратора в ждущий режим.

Коротко об одновибраторе второго варианта (рис. 1,в). Его правая (по схеме) часть, в которую входят элементы DD1.3, DD1.4, конденсатор С2 и резистор R2, работает точно так же, как одновибратор на элементах микросхемы К155ЛАЗ. Длительность импульса низкого уровня, формируемого на его выходе, около 3,5 с.

Чтобы длительность формируемого импульса была стабильной, запускающий одновибратор импульс тоже должен быть довольно стабильным. Поэтому запускать такое устройство целесообразно через формирователь короткого импульса, выполненного в нашем примере на элементах DD1.1 и DD1.2. В исходном состоянии на входе устройства действует напряжение низкого уровня, которое приложено и к нижнему входу элемента DD1.2, Конденсатор С1 в это время разряжен. Входной импульс высокого уровня заряжает этот конденсатор.

Но состояние элемента DD1.2 не меняется, так как на его верхнем входе сохраняется напряжение низкого уровня. И лишь после прекращения действия входного сигнала я появления на верхнем входе элемента DD1.2 напряжения высокого уровня на выходе этого элемента формируется весьма стабильный короткий импульс низкого уровня, который и запускает одновибратор, собранный на логических элементах DD1.3 и DD1.4.

Следующий пример практического применения микросхемы К176ЛА7-генераторы импульсного напряжения. На рис, 2 вы видите схемы трех вариантов генератора.

Рис. 2 Генераторы

Они должны вам напомнить подобные генераторы на элементах микросхемы К155ЛАЗ. Частота следования импульсов первых двух генераторов (рис. 2,а и б) равна 1... 1,5 кГц.

Третий вариант (рис. 2,в) подобен генератору прерывистого сигнала. Его образуют два взаимосвязанных генератора, один из которых формирует на выходе пачки импульсов с частотой повторения около 1 Гц, а второй-импульсы заполнения частотой около 1 кГц. Длительность пачек импульсов равна 0,5 с. Генератор включают подачей на нижний вход элемента DD1.1 управляющего напряжения высокого уровня. Первый формируемый импульс на выходе генератора возникает сразу после этого разрешающего сигнала.

Одной из конструкций, предложенных вам ранее для повторения, был игровой автомат . В нем работали логические элементы 2И-НЕ и JK-триггер микросхем ТТЛ. Функцию индикаторов выполняли лампы накаливания, включенные в коллекторные цепи транзисторных ключей. Можно ли такой игровой автомат повторить, используя для него микросхемы серии К176? Конечно, можно. Надо только микросхему К155ЛАЗ заменить на К176ЛА7 (с учетом разницы в цоколевке), а К155ТВ1-на К176ТВ1. Резистор R1 надо будет заменить на другой, сопротивлением 300... 500 кОм, а емкость конденсатора С1 должна быть 0,1 мкФ. Эффект игры будет таким же, как с тем автоматом.

Но подобный игровой автомат вы можете выполнить и по схеме, представленной на рис. 3.

Рис. 3 Игровой автомат "Красный или зеленый" на микросхемах К176ЛА7

В нем используются все четыре элемента микросхемы К176ЛА7. Два из них (DD1.1 и DD1.2) работают в генераторе импульсов, частота следования которых.определяется номиналами резистора R1 и конденсатора С1 а два других (DD1.3 и DD1.4) выполняют функцию согласующих ступеней. К выходам этих элементов через транзисторы VT1 и VT2 -подключены светодиоды HL1 красного свечения и HL2 зеленого. При нажатии на кнопку SB1 генератор начинает работать а элементы DD1.3 и DD1.4 попеременно, с частотой генератора переключаться из одного логического состояния в другое С такой же частотой вспыхивают светодиоды. Но стоит отпустить кнопку ее контакты вновь замкнут времязадающий конденсатор С1 и генератор перестанет работать. При этом на выходе одного из согласующих элементов появится напряжение высокого уровня, а на выходе другого- низкого уровня. Включенным окажется тот из светодиодов, который подключен к элементу с выходным напряжением высокого уровня.

Такой игровой автомат можно рассматривать и как генератор случайных чисел: заранее невозможно предсказать, на каком из его выходов будет логическая 1 или логический 0.

Вы, вероятно, заметили, что в генераторах, о которых мы здесь рассказали, сопротивление времязадающих резисторов значительно больше, чем в подобных генераторах на микросхемах серий К155. Резисторы выбирают такими (но не менее 50 кОм) затем, чтобы ток, текущий через них, был возможно меньшим и не нагружал микросхемы, работающие в источнике входных сигналов. Максимальное сопротивление таких резисторов ограничено в основном возможными утечками тока в монтажных платах, сопротивление утечки которых достигает десятков мегаом. Емкость же конденсаторов времязадающей цепи генераторов не должна быть менее 100 пФ для того, чтобы существенно превышать емкость монтажа устройства.

В серии К176 есть микросхема К176ЛП1, которую называют универсальным логическим элементом. Универсальность заключается в том, что она может быть использована и как три самостоятельных элемента НЕ, и как элемент ЗИЛИ-НЕ, и как элемент ЗИ-НЕ, и как элемент НЕ с большим коэффициентом разветвления (позволяет подключать к выходу большое число других микросхем).

Схема электронной "начинки" этой микросхемы показана на рис. 4,а.

Рис. 4 Микросхема К176ЛП1

Ее образуют шесть полевых транзисторов, три из которых (VT1-VT3) с n-каналом, три других (VT4-VT6)-c р-каналом. Общее число выводов - 14. Напряжение питания подают на выводы 14 (+9 В) и 7 (общий). Выводы 6, 3 и 10-входные, остальные - выходные. Разные по функциональному назначению логические элементы получают путем соответствующих соединений входных и выходных выводов. Так, если соединить между собой выводы 13 и 8, 1 и 5, то получатся три инвертора (рис. 4,б). Чтобы микросхема стала инвертором с мощным выходом (с большим коэффициентом разветвления), надо соединить вместе все входные выводы и все выходные, как показано на рис. 4,в. Другие комбинации соединения выводов позволяют превратить микросхему в элемент 3ИЛИ-НЕ (рис. 4,г), элемент ЗИ-НЕ (рис. 4,д), отсутствующий в серии К176 элемент 2ИЛИ-И-НЕ (рис. 4,е) и мультиплексор с двумя входами (рис. 4,ж).

У мультиплексора по схеме рис. 56,ж три входа- А, С и В и один выход - D. При напряжении высокого уровня на входе С он пропускает сигнал на выход D с входа А, а при напряжении высокого уровня-с входа В. Причем, при тех же уровнях напряжения на входе С сигнал с выхода D может проходить на вход А или В.

С некоторыми другими микросхемами серии К176, как то триггерами, счетчиками импульсов, дешифраторами, вы поближе познакомитесь по ходу конструирования цифрового частотомера, электронных часов и других устройств повышенной сложности, разговор о которых еще впереди. Сейчас же мы намерены немного рассказать лишь о микросхеме К176ИЕ5-одной из группы микросхем этой серии, специально разработанных для использования в электронных счетчиках времени.

Условное графическое обозначение этой микросхемы и типовая схема включения ее показаны на рис. 5,а и б.

Рис. 5 Микросхема К176ИЕ5

Микросхема состоит из генератора импульсов, рассчитанного на работу с внешним кварцевым резонатором на частоту 32 768 Гц, и двух делителей частоты- девятиразрядного и шестиразрядного, образующих вместе пятнадцатиразрядный двоичный делитель частоты генератора. Кварцевый резонатор ZQ1 вместе с времязадающими элементами генератора подключают к выводам 9 (вход Z) и 10 (вы ход Z). Сигнал генератора частотой 32 768 Гц, который можно контролировать на выходах К и К, поступает на вход девятиразрядного делителя частоты. На выходе 9 (вывод 1) этого делителя формируются импульсы частотой следования 64 Гц. Этот сигнал генератора может быть подан на вход 10 (вывод 2) второго делителя - шестиразрядного. Для этого надо лишь соединить выводы 1 и 2. Тогда с выхода 14 (вывод 4) пятого разряда этого делителя можно будет снимать сигнал частотой 2 Гц, а с выхода 15 (вывод 5) шестого разряда- частотой 1 Гц, Этот стабильный сигнал частотой 1 Гц в электронных часах обычно используют как исходные секундные импульсы. А если "тот сигнал подать на вход дополнительного делителя частоты с коэффициентом деления 60, на его выходе будут формироваться импульсы с частотой повторения 1/60 Гц, т. е. минутные импульсы счетчика времени.

Вход R (вывод 3) микросхемы служит для установки исходной фазы колебаний, формируемых на ее выходах. При подаче на него напряжения высокого уровня на выходах 9, 10 и 15 возникает напряжение низкого уровня. После снятия установочного уровня, на этих выходах появляются соответствующие сигналы, причем спад первого импульса высокого уровня на выходе 15 (1 Гц) возникает через 1 с. Конденсаторы С1 и С2 служат для точной установки частоты кварцевого генератора. С уменьшением их емкости частота генерации возрастает, и наоборот. Частоту генератора устанавливают: грубо- подборкой конденсатора С1, точно- подстроечным конденсатором С2. Сопротивление резистора R2 .может быть в пределах 1,5... 20 МОм.

Микросхема К176ИЕ5 может работать в секундомере, а подобная ей, но более сложная К176ИЕ12- в электронных часах. Тем не менее уже сейчас, как говорят, не откладывая на завтра, вы можете испытать ее в работе, в качестве источника сигналов образцовой частоты. Сигнал частотой 64 Гц можно прослушивать на высокоомные головные телефоны. Сигналы же частотой 1 и 2 Гц.можно наблюдать визуально, подключив к выводам 5 и 4 микросхемы транзисторные индикаторы со светодиодами или лампами накаливания в коллекторных цепях.

Впрочем, микросхему К176ИЕ5 можно испытать и без кварцевого резонатора. В этом случае времязадающую цепь генератора, составленную из конденсатора С1 и переменного резистора R2, подключите к микросхеме, как показано на рис. 57,в. Настраивают такой генератор подборкой конденсатора С2 и переменным резистором R2, добиваясь появления на выходе 15 сигнала частотой 1Гц. Час-другой, проведенные в опытах с этой микросхемой, не пропадут даром.

Для опытной проверки и питания конструкций на микросхемах серии К176 можно смонтировать самостоятельный сетевой блок с фиксированным выходным напряжением 9 В. Например, по схеме, показанной на рис. 6.

Рис. 6 Сетевой блок питания

В нем систему защиты от замыкания выходной цепи образуют германиевый n-р-n транзистор VT1, кремниевый диод VD2 и резистор R1. Диод VD2 в этом случае выполняет функцию стабистора-стабилизатора действующего на нем прямого напряжения, равного 0,6...0,7 В. Пока замыкания в выходной цепи нет, транзистор системы защиты закрыт, так как в это время напряжение на его базе относительно эмиттера отрицательно и никакого влияния на работу блока не оказывает.

В случае появления замыкания эмиттер транзистора VT1 оказывается соединенным с общим проводом через малое сопротивление замыкания. Теперь напряжение на базе этого транзистора относительно эмиттера становится положительным, отчего он открывается и шунтирует стабилитрон VD3. В результате регулирующий транзистор VT2 стабилизатора напряжения почти закрывается и ток, текущий через него, ограничивается до безопасного уровня.

В качестве сетевого трансформатора Т1 можно использовать трансформатор кадровой развертки телевизора (например, ТВК-70Л2, ТВК-110Л2 или ТВК-110А). Подойдет также любой другой трансформатор, понижающий напряжение сети до 10... 12 В. Выпрямительный блок КЦ402Е (VD1) можно заменить четырьмя диодами серий КД105 или Д226, включив их по мостовой схеме. Транзистор VT1 может быть любым из серий МП35--МП38, с коэффициентом h21Э не менее 50.

Конструкция блока питания - произвольная.

Логическая микросхема. Состоит из четырёх логических элементов 2И-НЕ. В состав каждого из этих элементов входят четыре полевых транзистора, два n-канальных - VT1 и VT2, два p-канальных - VT3 и VT4. Два входа А и В могут иметь четыре комбинации входных сигналов. Принципиальная схема и таблица истинности одного элемента микросхемы показаны ниже.

Логика работы К561ЛА7

Рассмотрим логику работы элемента микросхемы . Если на оба входа элемента подать напряжение высокого уровня, то транзисторы VT1 и VT2 будут находиться в открытом состоянии, а VT3 и VT4 в закрытом. Таким образом, на выходе Q будет напряжение низкого уровня. Если на любой из входов подать напряжение низкого уровня, то один из транзисторов VT1, VT2 будет закрыт, а один из VT3, VT4 открыт. Это установит напряжение высокого уровня на выходе Q. Такой же результат, естественно, будет если на оба входа микросхемы К561ЛА7 будет подано напряжение низкого уровня. Девиз логического элемента И-НЕ - ноль на любом входе даёт единицу на выходе.

Вход		Выход Q
A	B
H	H	B
H	B	B
B	H	B
B	B	H

Таблица истинности микросхемы К561ЛА7

Цоколёвка микросхемы К561ЛА7

Простые радиосхемы начинающим

В этой статье мы рассмотрим несколько простых электронных устройств на основе логических микросхем К561ЛА7 и К176ЛА7. В принципе эти микросхемы практически одинаковые и имеют одинаковое предназначение. Несмотря на небольшую разницу в неокторых параметрах они практически взаимозаменяемы.

Коротко о микросхеме К561ЛА7

Микросхемы К561ЛА7 и К176ЛА7 представляют собою четыре элемента 2И-НЕ. Конструктивно выполнены они в пластмассовом корпусе черного цвета с 14-ю выводами. Первый вывод микросхемы обозначен в виде метки (так называемый ключ) на корпусе. Это может быть или точка или выемка. Внешний вид микросхем и цоколевка выводов показаны на рисунках.

Питание микросхем составляет 9 Вольт, питающее напряжение подается на выводы: 7 вывод- "общий", 14 вывод- "+".
При монтаже микросхем необходимо быть внимательным с цоколевкой- случайная установка микросхемы "наизнанку" выводит ее из строя. Пайку микросхем желательно производить паяльником мощностью не более 25 Ватт.

Напомним что эти микросхемы назвали "логическими" поэтому что они имеют всего лишь два состояния- или "логический ноль" или "логическая единица". Причем при уровне "единица" подразумевается напряжение близкое к напряжению питания. Следовательно- при уменьшении напряжения питания самой микросхемы и уровень "Логической единицы" будет меньше.
Давайте проведем небольшой эксперимент (рисунок 3)

Сначала превратим элемент микросхемы 2И-НЕ просто в НЕ, соединив для этого входы. На выход микросхемы подключим светодиод, а на вход будем подавать напряжение через переменный резистор, контролируя при этом напряжение. Для того чтобы светодиод загорелся необходимо на выходе микросхемы (это вывод 3) получить напряжение равное логической "1". Контролировать напряжение можно при помощи любого мультиметра включив его в режим измерений постоянного напряжения (на схеме это PA1).
А вот с питанием немного поиграем- сначала подключим одну батарейку 4,5 Вольта.Так как микросхема является инвертором, следовательно для того чтобы получить на выходе микросхемы "1" необходимо наоборот на вход микросхемы подать логический "0". Поэтому начнем наш эксперимент с логической "1"- то есть движок резистора должен быть в верхнем положении. Вращая движок переменного резистора дождемся момента когда загорится светодиод. Напряжение на движке переменного резистора, а следовательно и на входе микросхемы будет примерно около 2,5 Вольт.
Если подключить вторую батарейку, то мы получим уже 9 Вольт, и светодиод у нас в этом случае загорится при напряжении на входе примерно 4 Вольта.

Здесь, кстати, необходимо дать небольшое разъяснение : вполне возможно что в Вашем эксперименте могут быть другие результаты отличные от вышеуказанных. Ничего удивительного в этом нет: во первых двух совершенно одинаковых микросхем не бывает и параметры у них в любом случае будут отличаться, во-вторых логическая микросхема может любое понижение входного сигнала распознать как логический "0", а в нашем случае мы понизили входное напряжение в два раза, ну и в-третьих в данном эксперименте мы пытается заставить работать цифровую микросхему в аналоговом режиме (то есть управляющий сигнал у нас проходит плавно) а микросхема, в свою очередь работает как ей положено- при достижении определенного порога перебрасывает логическое состояние мгновенно. Но ведь и этот самый порог у различных микросхем может отличаться.
Впрочем цель нашего эксперимента была простая- нам необходимо было доказать что логические уровни напрямую зависят от питающего напряжения.
Еще один нюанс : такое возможно лишь с микросхемами серии КМОП которые не очень критичны к питающему напряжению. С микросхемами серии ТТЛ дела обстоят иначе- питание у них играет огромную роль и при эксплуатации допускается отклонение не более чем в 5%

Ну вот, краткое знакомство закончилось, переходим к практике...

Простое реле времени

Схема устройства показана на рисунке 4. Элемент микросхемы здесь включен так-же как и в эксперименте выше: входы замкнуты. Пока кнопка кнопка S1 разомкнута, конденсатор С1 находится в заряженном состоянии и ток через него не протекает. Однако вход микросхемы подключен и к "общему" проводу (через резистор R1) и поэтому на входе микросхемы будет присутствовать логический "0". Так как элемент микросхемы является инвертором то значит на выходе микросхемы получится логическая "1" и светодиод будет гореть.
Замыкаем кнопку. На входе микросхемы появится логическая "1" и, следовательно, на выходе будет "0", светодиод погаснет. Но при замыкании кнопки и конденсатор С1 мгновенно разрядится. А это значит что после того как мы отпустили кнопку в конденсаторе начнется процесс заряда и пока он будет продолжаться через него будет протекать электрический ток поддерживая уровень логической "1" на входе микросхемы. То есть получится что светодиод не загорится до тем пор пока конденсатор С1 не зарядится. Время заряда конденсатора можно изменять подбором емкости конденсатора или изменением сопротивления резистора R1.

Схема вторая

На первый взгляд практически то же самое что и предыдущая, но кнопка с времязадающим конденсатором включена немного по-другому. И работать она будет тоже немного иначе- в ждущем режиме светодиод не горит, при замыкании кнопки светодиод загорится сразу, а погаснет уже с задержкой.

Простая мигалка

Если включить микросхему как показано на рисунке то мы получим генератор световых импульсов. По сути это самый простой мультивибратор, принцип работы которого был подробно описан на этой странице.
Частота импульсов регулируется резистором R1 (можно даже установить переменный) и конденсатором С1.

Управляемая мигалка

Давайте немного изменим схему мигалки (которая была выше на рисунке 6) введя в нее цепь из уже знакомого нам реле времени- кнопку S1 и конденсатор С2.

Что у нас получится: при замкнутой кнопке S1, на входе элемента D1.1 будет логический "0". Это элемент 2И-НЕ и поэтому не важно что у него творится на втором входе- на выходе в любом случае будет "1".
Эта самая "1" поступит на вход второго элемента (который D1.2) и значит на выходе этого элемента будет прочно сидеть логический "0". А раз так то светодиод загорится и будет гореть постоянно.
Как только мы отпустили кнопку S1, начинает заряд конденсатора С2. В течение времени заряда через него будет протекать ток удерживая уровень логического "0" на выводе 2 микросхемы. Как только конденсатор зарядится, ток через него прекратится, мультивибратор начнет работать в своем обычном режиме- светодиод будет мигать.
На следующей схеме также введена эта-же цепочка но включена она уже иначе: при нажатии на кнопку светодиод начнет мигать а по истечение некоторого времени станет гореть постоянно.

Простая пищалка

В этой схеме ничего особо необычного нет: все мы знаем что если к выходу мультивибратора подключить динамик или наушник то он начнет издавать прерывистые звуки. На малых частотах это будет просто "тикание" а на более высоких частотах это будет писк.
Для эксперимента больший интерес представляет схема показанные ниже:

Здесь опять же знакомое нам реле времени- замыкаем кнопку S1, размыкаем ее и через некоторое время устройство начинает пищать.

Техника измерений

Генератор на К561ЛА7 с регулировкой частоты

Цифровые микросхемы могут реализовывать не только математическую логику. Один из примеров альтернативного функционала – генераторы тактовых импульсов.

В самом простейшем виде генератор представляет собой ни что иное, как колебательный контур, собранный на базе конденсатора и сопротивления (так называемый RC-контур). Однако, такие схемы отличаются низким качеством выходного сигнала и нелинейностью формируемых импульсов.

Придать им правильную "квадратную" форму смогут микросхемы, реализующие простую логику "И-НЕ", такие как К561ЛА7 или аналоги. Но обо всем поподробнее.

Описание К561ЛА7

Микросхема реализует логику четырёх независимых элементов "И-НЕ" (схема с цоколевкой ниже).

Рис. 1. К561ЛА7

Номинальное напряжение для питания – 10 В, максимальное – не более 15 В.

Может работать практически при любой температуре (от -45 до +85°С), потребляет совсем немного тока (до 0,3 мкА) и имеет небольшое время задержки (80 нс).

К прямым аналогам можно отнести микросхему CD4011A. Однако, в описываемой задаче могут применяться также:

• К176ЛЕ5 (допустима прямая замена без изменения схемы);
• Микросхемы из серии К561;
• К176ПУ2/или ПУ1;
• А также другие микросхемы, реализующие логику четырёх или более независимых инверторов.

На всякий случай приведем таблицу истинности.

Рис. 2. Таблицу истинности

Простой генератор частоты

Схема, обозначенная ниже, будет формировать меандр (прямоугольные импульсы).

Рис. 3. Схема, которая будет формировать меандр

Фактически можно обойтись и без последнего блока D1.4.

Колебания задаются контуром C1R1, а логические элементы преобразуют синусоидальный сигнал в прямоугольный, отсекая фронты спада и подъема согласно логике инвертирования (есть сигнал на входе, превышающий пороговое значение – выдается на 0, отсутствует – выдается логическая единица).

Недостаток такого генератора – отсутствие возможности регулирования частоты (она фиксированная и определяется номиналом конденсатора с резистором) и влияния на время паузы, длительности импульса (или их соотношение – то есть скважность).

Регулируемый генератор

Схема, обозначенная ниже позволяет отдельно регулировать время паузы и длительность импульса.

Рис. 4. Схема, которая позволяет отдельно регулировать время паузы и длительность импульса

За эту логику отвечают настроечные резисторы R2 и R3. Частотный диапазон регулируется незначительно и потому для его кардинальной смены можно предусмотреть включение нескольких конденсаторов разной емкости (на замену C1), включаемых в схему попеременно.

Еще одна версия с возможностью регулирования скважности (основана на схеме все того же мультивибратора).

Рис. 5. Вариант схемы с возможностью регулирования скважности

Можно назвать ее практически универсальной для различного рода экспериментов с ГТИ (генераторами тактовых импульсов).

Выглядит она следующим образом.

Рис. 6. Схема с различной формой сигнала

Номинал резисторов и конденсаторов не особо принципиален и может быть изменен под свои нужды.

Как видно выше, есть сразу три выхода с прямоугольным сигналом (меандром), треугольным и синусом.

Каждый из них может быть изменен соответствующими подстроечными резисторами.

Дата публикации: 06.03.2018

Мнения читателей

• Виталий / 17.05.2019 - 16:50
  Подскажите а как увиличить амплитуду сигнала если в первой схеме поставить с1 на 100п например?и как рассчитать правельно резистор?
• Антон / 31.08.2018 - 22:04
  Достаточно неплохо.

Для пуска таймера нажимают кнопку SB1, давая возможность разрядиться конденсатору С1 (и С2, если он подключен выключателем SA1). После отпускания кнопки конденсатор начинает заряжаться через резистор R2 или цепочку последовательно соединенных резисторов R2—R12 — это зависит от положения подвижного контакта переключателя SA2. Как ^только напряжение на входах элемента DD1.1 достигнет порога переключения, на выходе элемента появится уровень логической 1 и включится генератор. Его колебания частотой около 1000 Гц поступят через инвертор и усилитель на головной телефон, являющийся звуковым индикатором. Усилитель нужен для согласования нагрузки (телефона) с выходом инвертора. В отсутствие колебаний транзистор находится в закрытом состоянии. Этим обеспечивается высокая экономичность таймера — в режиме ожидания он потребляет ток не более 0,5 мА.

В таймере использованы резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы О и С2—К53-14 (С2 составлен из шести параллельно соединенных конденсаторов), СЗ—КЛС. Под эти детали и рассчитана печатная (рис. Т-5), изготовленная из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На месте транзистора VT1 могут работать любые транзисторы серий МП39—МП42. Вместо указанных конденсаторов К53-14 подойдут другие конденсаторы с малым током утечки (например, ЭТО или К52-2), но, возможно, под них придется изменить размеры платы.

Звуковой индикатор BF1 — любой телефонный капсюль (головной телефон) с сопротивлением обмотки 40...120 Ом. Его можно заменить малогабаритной динамической головкой, например 0,1ГД-6, но включать ее в коллекторную цепь транзистора следует через выходной трансформатор от малогабаритного приемника типа «Селга», «Сокол». Громкость звука в обоих вариантах устанавливают подбором резисторов R16 и R15.

Кнопка SB1 и выключатель SA1 могут быть любого типа, а переключатель SA2 желательно применить галетный на 11 положений (например, 11П1Н) с керамической платой. На лепестках платы монтируют резисторы R2—R13.

Источник питания GB1 — «Крона» или аккумуляторная батарея 7Д-0,115. Таймер работает устойчиво при снижении напряжения питания до 4 В, но при этом длительность выдержек несколько возрастет, а громкость звукового сигнала упадет.

И остальные детали таймера размещены в корпусе (рис. Т-6), который может быть самодельный или готовый (скажем, корпус малогабаритного транзисторного приемника).

Налаживание таймера сводится к подбору конденсатора С2 и резисторов R2—R12. Емкость конденсатора должна быть такой, чтобы при подключении его выключателем SA1 выдержка, например на первом поддиапазоне, увеличивалась в 10 раз. Точнее выдержку, указанную для первого поддиапазона, устанавливают подбором резистора R2, для второго поддиапазона — подбором резистора R3, для третьего — подбором резистора R4 и т. д. Естественно, выдержки могут быть иные по сравнению с указанными на схеме — достаточно лишь установить резисторы R2—-R12 соответствующих сопротивлений.

Если таймер захотите использовать для отсчета непродолжительных выдержек (до 30 мин), его можно упростить, заменив переключатель SA2 и резисторы R3—R13 переменным резистором сопротивлением 3,3...4,7 МОм.

Б.С. Иванов. Энциклопедия начинающего радиолюбителя