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Microcircuits de la série K176. Radio - pour les débutants
Annuaire / Radio - pour les débutants Cette série comprend plus de trois douzaines de microcircuits numériques de différents degrés d'intégration, vous permettant de créer une variété d'appareils et d'appareils de technologie numérique. Tous sont similaires dans leur conception et leur principe de fonctionnement aux microcircuits de la série K155. Ainsi, par exemple, la puce K176LA7, comme la puce K155LAZ, contient quatre éléments logiques 2I-NOT dans son boîtier. La puce K176TM2, comme la puce K155TM2, est constituée de deux bascules D qui peuvent devenir dénombrables si leur sortie inverse est connectée à l'entrée D. En bref, toutes ces expériences et expériences et les appareils et appareils que vous avez précédemment conçus peuvent être répétés sur les microcircuits correspondants de la série K176. Mais, et ce "mais" doit toujours être rappelé, les microcircuits des séries K176 et K155 aux fonctionnalités similaires ne sont pas interchangeables ! Il est impossible, par exemple, de remplacer simplement le microcircuit K155TV1 par le microcircuit K176TV1, bien que les deux soient des bascules JK, il est impossible de remplacer un seul des microcircuits K155LAZ par le K176LA7. Le fait est que les microcircuits de la série K176 sont conçus pour une tension d'alimentation nominale de 9V ± 5%, bien qu'ils restent opérationnels à une tension de l'ordre de 4,5 ... 12 V. Et la tension de leurs niveaux logiques n'est pas la même . À une tension de 9 V, la tension de niveau bas correspondant au 0 logique n'est pas supérieure à 0,3 V (pour les microcircuits de la série K155, pas plus de 0,4 V), et le niveau haut n'est pas inférieur à 8,2 V (pour les microcircuits de la série K155, pas moins de 2,4 V). Tout cela et quelques autres choses ne vous permettent pas de connecter directement les microcircuits de la série K176 aux microcircuits de la série K155 et, par conséquent, de les utiliser pour travailler ensemble dans une seule conception. La principale caractéristique et l'avantage des microcircuits de la série K176 est l'efficacité. Par rapport aux microcircuits de la série K155, ils consomment beaucoup moins d'énergie de la source d'alimentation. Par exemple, le compteur d'impulsions K176IE2 consomme un courant d'environ 100 μA de la source d'alimentation et le courant consommé par le compteur K155IE2 atteint 50 mA. Cela s'explique par le fait que la base des microcircuits de la série K176 sont des transistors à effet de champ de la structure MOS (métal-oxyde-semi-conducteur), et non des transistors bipolaires, comme dans les microcircuits TTL. A cet égard, le niveau des signaux appliqués aux entrées de commande des microcircuits change également. Ainsi, par exemple, pour régler la bascule D K155TV2 sur un état zéro ou unique, vous avez appliqué un signal de bas niveau à son entrée R ou S. Un déclencheur similaire du microcircuit K176TV2 est réglé sur les mêmes états en appliquant un signal de haut niveau à l'entrée R ou S. N'oublions pas une autre caractéristique des microcircuits de la série K176 : ils sont préjudiciables aux charges électrostatiques ! Voici quelques conseils pour prévenir ces désagréments. Si le microcircuit est stocké dans une boîte en métal ou si ses fils sont enveloppés dans du papier d'aluminium, alors avant de prendre le microcircuit à la main, vous devez d'abord toucher la boîte ou le papier d'aluminium. Pour exclure une panne accidentelle des transistors à effet de champ du microcircuit par l'électricité statique lors de l'installation, les potentiels statiques du fer à souder électrique, de la partie soudée et du corps de l'installateur lui-même doivent être égalisés et minimisés. Pour ce faire, une plaque d'étain est renforcée sur la poignée du fer à souder avec plusieurs tours de fil nu et reliée aux parties métalliques du fer à souder via une résistance d'une résistance de 100 ... 200 kOhm. Lors du montage, les doigts de la main libre touchent le conducteur d'alimentation sur le circuit imprimé de l'appareil. La puissance du fer à souder électrique utilisé pour le montage des structures sur les microcircuits de la série K176 doit être de 25 ... 40 W. Il est conseillé de connecter le fer à souder au réseau via un transformateur d'isolement et de connecter la plaque sur la poignée avec un conducteur souple à la terre via une résistance de 1 MΩ. Le temps de soudure de chaque broche ne doit pas dépasser 3 s et la soudure de la broche adjacente doit commencer après 10 s. Il est recommandé de commencer à souder les microcircuits de la série K176 à partir des fils d'alimentation, après avoir temporairement inclus une résistance d'une résistance de 1 ... 2 kOhm entre les fils d'alimentation de la carte. Si une diode Zener est déjà soudée dans le circuit d'alimentation, une telle résistance n'est pas nécessaire. Et encore un avertissement: la tension d'alimentation de l'appareil sur les microcircuits de la série K176 doit être activée avant que les signaux de commande ne soient appliqués à son entrée. Nous vous conseillons de commencer votre connaissance des microcircuits de la série K176 par une vérification expérimentale du fonctionnement des éléments logiques dans les générateurs. Tout d'abord, nous pensons qu'il est nécessaire de maîtriser la puce K176LA7, la plus utilisée dans les conceptions de radio amateur. La désignation graphique conventionnelle du microcircuit K176LA7 est illustrée à la fig. 1a.
Il ne diffère du microcircuit K155LAZ que par la numérotation des sorties de deux éléments logiques moyens (selon le schéma) 2I-NOT. Le fil positif de la source d'alimentation est connecté à la broche 14 et le fil négatif à la broche 7. La source d'alimentation peut être deux batteries 3336 connectées en série, ou une alimentation avec une tension de sortie stabilisée de 9 V. La même figure montre les circuits de deux variantes d'un seul vibrateur qui génère des impulsions uniques. Le premier d'entre eux (Fig. 1b) est déclenché par une récession, et le second (Fig. 1c) par le front d'une impulsion de haut niveau. Dans les deux versions d'un tel vibreur unique, la durée de l'impulsion générée est déterminée par la capacité du condensateur C2. Le fonctionnement de la première version de l'appareil est le suivant. Dans l'état initial (veille), le condensateur C2 est déchargé, par conséquent, une tension de niveau élevé est maintenue aux deux entrées de l'élément DD1.1 (broches 1 et 2) et à la sortie de l'élément DD1.2. Un court signal de bas niveau, créé par la décroissance de l'impulsion d'entrée, différencie le circuit C1R1, à la suite de quoi l'élément DD1.1 passe à un seul état et DD1.2 à zéro. Dans ce cas, le signal de niveau bas qui apparaît à la sortie du deuxième élément est transmis à travers le condensateur C2 à l'entrée du premier élément et le maintient dans un état unique. Dans le même temps, le condensateur commence à se charger à partir de la tension d'alimentation via la résistance P2. Dès que la tension sur la plaque de condensateur de gauche (selon le schéma) atteint la valeur seuil, l'élément DD1.1 passe immédiatement à l'état zéro. À ce moment, une chute de tension positive apparaîtra à la sortie de l'élément DD1.2, qui sera transmise à travers le même condensateur C2 à l'entrée du premier élément et commutera les deux éléments du monocoup dans son état d'origine. La diode VD1, représentée sur le schéma par des lignes en pointillés, est allumée dans les cas où il est nécessaire de passer le plus rapidement possible le vibreur unique en mode veille. En bref sur le vibrateur unique de la deuxième variante (Fig. 1, c). Sa partie droite (selon le schéma), qui comprend les éléments DD1.3, DD1.4, le condensateur C2 et la résistance R2, fonctionne exactement de la même manière qu'un seul vibreur sur les éléments du microcircuit K155LAZ. La durée de l'impulsion bas niveau générée à sa sortie est d'environ 3,5 s. Pour que la durée de l'impulsion générée soit stable, l'impulsion qui déclenche le vibreur unique doit également être assez stable. Par conséquent, il est conseillé de faire passer un tel dispositif à travers un formateur d'impulsions courtes, réalisé dans notre exemple sur les éléments DD1.1 et DD1.2. Dans l'état initial, une tension de bas niveau agit à l'entrée de l'appareil, qui est également appliquée à l'entrée inférieure de l'élément DD1.2, le condensateur C1 est déchargé à ce moment. Une impulsion d'entrée de haut niveau charge ce condensateur. Mais l'état de l'élément DD1.2 ne change pas, puisqu'une tension de niveau bas est stockée à son entrée supérieure. Et seulement après la fin du signal d'entrée et l'apparition d'une tension de haut niveau à l'entrée supérieure de l'élément DD1.2, une courte impulsion de bas niveau très stable se forme à la sortie de cet élément, qui démarre le seul vibreur monté sur les éléments logiques DD1.3 et DD1.4. L'exemple suivant de l'application pratique du microcircuit K176LA7 est celui des générateurs de tension pulsée. Dans la figure 2, vous voyez des schémas de trois variantes du générateur.
Ils devraient vous rappeler des générateurs similaires sur les éléments de la puce K155LAZ. Le taux de répétition des impulsions des deux premiers générateurs (Fig. 2, a et b) est de 1 ... 1,5 kHz. La troisième option (Fig. 2c) est similaire à un générateur de signal discontinu. Il est formé de deux générateurs interconnectés dont l'un génère en sortie des rafales d'impulsions avec une fréquence de répétition d'environ 1 Hz, et le second génère des impulsions de remplissage d'une fréquence d'environ 1 kHz. La durée des rafales d'impulsions est de 0,5 s. Le générateur est activé en appliquant une tension de commande de haut niveau à l'entrée inférieure de l'élément DD1.1. La première impulsion générée à la sortie du générateur survient immédiatement après ce signal de validation. L'un des modèles qui vous ont été suggérés plus tôt pour la répétition était une machine à sous Rouge ou vert. Les éléments logiques 2I-NOT et le déclencheur JK des microcircuits TTL y fonctionnaient. La fonction d'indicateurs était remplie par des lampes à incandescence incluses dans les circuits collecteurs des interrupteurs à transistors. Est-il possible de répéter une telle machine à sous en utilisant des puces de la série K176 ? Oui, vous pouvez certainement. Il suffit de remplacer la puce K155LAZ par K176LA7 (en tenant compte de la différence de brochage) et K155TV1 par K176TV1. La résistance R1 devra être remplacée par une autre avec une résistance de 300 ... 500 kOhm, et la capacité du condensateur C1 doit être de 0,1 uF. L'effet du jeu sera le même qu'avec cette machine. Mais vous pouvez également créer une machine à sous similaire selon le schéma illustré à la Fig. 3.
Il utilise les quatre éléments de la puce K176LA7. Deux d'entre eux (DD1.1 et DD1.2) fonctionnent dans un générateur d'impulsions dont le taux de répétition est déterminé par les valeurs de la résistance R1 et du condensateur C1, et les deux autres (DD1.3 et DD1.4 .1) remplissent la fonction d'étapes d'appariement. Aux sorties de ces éléments à travers les transistors VT2 et VT1, les LED HL2 de lueur rouge et HL1 de vert sont connectées. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB1.3, le générateur se met à fonctionner et les éléments DD1.4 et DD1 alternativement, avec la fréquence du générateur, passent d'un état logique à un autre.A la même fréquence, les leds clignotent. Mais dès que le bouton est relâché, ses contacts sont à nouveau fermés par le condensateur de mise à l'heure CXNUMX et le générateur s'arrête de fonctionner. Dans ce cas, une tension de niveau haut apparaîtra à la sortie de l'un des éléments d'adaptation, et une tension de niveau bas apparaîtra à la sortie de l'autre. L'une des LED qui est connectée à l'élément avec une tension de sortie élevée s'allumera. Une telle machine à sous peut également être considérée comme un générateur de nombres aléatoires : il est impossible de prédire à l'avance laquelle de ses sorties aura un 1 logique ou un 0 logique. Vous avez probablement remarqué que dans les générateurs dont nous avons parlé ici, la résistance des résistances de synchronisation est beaucoup plus élevée que dans des générateurs similaires basés sur les microcircuits de la série K155. Les résistances sont choisies telles (mais pas moins de 50 kOhm) de sorte que le courant qui les traverse soit aussi faible que possible et ne charge pas les microcircuits fonctionnant dans la source de signal d'entrée. La résistance maximale de telles résistances est principalement limitée par les fuites de courant possibles dans les circuits imprimés, dont la résistance de fuite atteint des dizaines de mégaohms. La capacité des condensateurs du circuit de mise à l'heure des générateurs ne doit pas être inférieure à 100 pF afin de dépasser de manière significative la capacité de l'installation de l'appareil. La série K176 possède une puce K176LP1, appelée élément logique universel. Sa polyvalence réside dans le fait qu'il peut être utilisé à la fois comme trois éléments NOT indépendants, et comme élément ZILI-NE, et comme élément ZI-NE, et comme élément NOT avec un grand facteur de ramification (il permet de connecter un grand nombre d'autres microcircuits à la sortie). Le schéma du "bourrage" électronique de ce microcircuit est illustré à la fig. 4a.
Il est formé de six transistors à effet de champ dont trois (VT1-VT3) à canal n, les trois autres (VT4-VT6) à canal p. Le nombre total de broches est de 14. La tension d'alimentation est appliquée aux broches 14 (+9 V) et 7 (commun). Les conclusions 6, 3 et 10 sont des entrées, les autres sont des sorties. Des éléments logiques de but fonctionnel différent sont obtenus par des connexions appropriées des bornes d'entrée et de sortie. Ainsi, si vous connectez les conclusions 13 et 8, 1 et 5 les unes aux autres, vous obtiendrez trois onduleurs (Fig. 4, b). Pour que le CI devienne un onduleur à sortie élevée (avec un grand facteur de branchement), toutes les broches d'entrée et toutes les broches de sortie doivent être connectées ensemble, comme illustré à la Fig. 4, ch. D'autres combinaisons de connexions de broches permettent de transformer le microcircuit en un élément 3OR-NOT (Fig. 4, d), un élément ZI-NOT (Fig. 4, e), un élément 176OR-AND-NOT manquant dans la série K2 (Fig. 4, f) et multiplexeur à deux entrées (Fig. 4g). Le multiplexeur selon le schéma de la Fig. 56, trois entrées - A, C et B et une sortie - D. À une tension de niveau élevé à l'entrée C, il transmet un signal à la sortie D de l'entrée A, et à une tension de niveau élevé, de l'entrée B. De plus, à les mêmes niveaux de tension à l'entrée C, le signal de la sortie D peut passer à l'entrée A ou B. Nous vous recommandons vivement de vérifier expérimentalement le fonctionnement de la puce K176LP1, et notamment en tant que multiplexeur, dont le signal transmis peut être à la fois numérique et analogique. Avec certains autres microcircuits de la série K176, tels que des bascules, des compteurs d'impulsions, des décodeurs, vous apprendrez à mieux connaître lors de la conception d'un fréquencemètre numérique, d'horloges électroniques et d'autres dispositifs de complexité accrue, qui sont encore à être discuté. Nous avons maintenant l'intention de parler un peu du microcircuit K176IE5, l'un des groupes de microcircuits de cette série, spécialement conçu pour être utilisé dans les compteurs de temps électroniques. La désignation graphique conventionnelle de ce microcircuit et un circuit typique pour l'allumer sont illustrés à la fig. 5, a et b.
Le microcircuit se compose d'un générateur d'impulsions conçu pour fonctionner avec un résonateur à quartz externe à une fréquence de 32 768 Hz, et de deux diviseurs de fréquence - un à neuf bits et un à six bits, qui forment ensemble un diviseur de fréquence binaire à quinze bits du générateur . Le résonateur à quartz ZQ1, avec les éléments de mise à l'heure du générateur, est relié aux bornes 9 (entrée Z) et 10 (sortie Z). Le signal du générateur avec une fréquence de 32 768 Hz, qui peut être commandée aux sorties K et K, est envoyé à l'entrée d'un diviseur de fréquence à neuf bits. A la sortie 9 (broche 1) de ce diviseur, des impulsions avec un taux de répétition de 64 Hz sont formées. Ce signal de générateur peut être appliqué à l'entrée 10 (broche 2) du deuxième diviseur - six bits. Pour ce faire, il vous suffit de connecter les broches 1 et 2. Ensuite, à partir de la sortie 14 (broche 4) du cinquième chiffre de ce diviseur, il sera possible de supprimer un signal avec une fréquence de 2 Hz, et à partir de la sortie 15 (broche 5) du sixième chiffre, avec une fréquence de 1 Hz, Ce signal stable avec une fréquence de 1 Hz dans les montres électroniques est généralement utilisé comme seconde impulsion initiale. Et si "ce signal est appliqué à l'entrée d'un diviseur de fréquence supplémentaire avec un facteur de division de 60, des impulsions avec un taux de répétition de 1/60 Hz seront générées à sa sortie, c'est-à-dire des impulsions minute du compteur de temps. L'entrée R (broche 3) du microcircuit sert à fixer la phase initiale des oscillations générées à ses sorties. Lorsqu'une tension de niveau haut lui est appliquée, une tension de niveau bas apparaît aux sorties 9, 10 et 15. Après suppression du niveau de réglage, les signaux correspondants apparaissent sur ces sorties et la décroissance de la première impulsion de niveau haut sur la sortie 15 (1 Hz) se produit après 1 s. Les condensateurs C1 et C2 servent à affiner la fréquence de l'oscillateur à cristal. Avec une diminution de leur capacité, la fréquence de génération augmente, et vice versa. La fréquence du générateur est réglée : grossièrement en sélectionnant le condensateur C1, exactement en ajustant le condensateur C2. La résistance de la résistance R2 peut être comprise entre 1,5 et 20 MΩ. La puce K176IE5 peut fonctionner dans un chronomètre, et similaire, mais K176IE12 plus complexe - dans une horloge électronique. Néanmoins, maintenant, comme on dit, sans remettre à demain, vous pouvez le tester en fonctionnement, en tant que source de signaux de fréquence exemplaires. Le signal 64 Hz peut être entendu sur des écouteurs à haute impédance. Les signaux avec une fréquence de 1 et 2 Hz peuvent être observés visuellement en connectant des indicateurs à transistor avec des LED ou des lampes à incandescence dans les circuits collecteurs aux broches 5 et 4 du microcircuit. Cependant, la puce K176IE5 peut être testée sans résonateur à quartz. Dans ce cas, le circuit générateur de synchronisation, composé du condensateur C1 et de la résistance variable R2, est connecté au microcircuit, comme illustré à la Fig. 57, po. Un tel générateur est mis en place en sélectionnant un condensateur C2 et une résistance variable R2, réalisant l'apparition d'un signal avec une fréquence de 15 Hz à la sortie 1. Une heure ou deux passées à expérimenter avec ce microcircuit ne seront pas vaines. Pour la vérification expérimentale et l'alimentation des structures sur les microcircuits de la série K176, vous pouvez monter une unité de réseau indépendante avec une tension de sortie fixe de 9 V. Par exemple, selon le circuit illustré à la fig. 6.
Dans celui-ci, le système de protection du circuit de sortie est formé par un transistor npn au germanium VT1, une diode au silicium VD2 et une résistance R1. La diode VD2 remplit dans ce cas la fonction de stabilisateur-stabilisateur de la tension continue agissant sur elle, égale à 0,6 ... 0,7 V. Tant qu'il n'y a pas de court-circuit dans le circuit de sortie, le transistor du système de protection est fermé, car à cette fois la tension sur sa base est relativement émetteur est négative et n'a aucune incidence sur le fonctionnement du bloc. En cas de court-circuit, l'émetteur du transistor VT1 est relié à un fil commun à travers une petite résistance de circuit. Maintenant, la tension à la base de ce transistor par rapport à l'émetteur devient positive, c'est pourquoi il ouvre et shunte la diode zener VD3. En conséquence, le transistor de régulation VT2 du régulateur de tension se ferme presque et le courant qui le traverse est limité à un niveau sûr. En tant que transformateur de réseau T1, vous pouvez utiliser un transformateur de balayage vertical TV (par exemple, TVK-70L2, TVK-110L2 ou TVK-110A). Tout autre transformateur qui abaisse la tension du secteur à 10 ... 12 V convient également.Le redresseur KTs402E (VD1) peut être remplacé par quatre diodes de la série KD105 ou D226, en les allumant dans un circuit en pont. Le transistor VT1 peut appartenir à n'importe quelle série MP35 - MP38, avec un coefficient h21E d'au moins 50. La conception de l'alimentation est arbitraire.
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Commentaires sur l'article : Dima Merci beaucoup tu m'as sauvé ! Et un merci spécial pour les détails et la clarté. Santey Merci beaucoup pour l'explication claire et sensée [up] Pavlik Nikolaïevitch Merci beaucoup! Vasily Merci pour l'article, bien écrit. Alex Un article très utile et nécessaire sur cette série de microcircuits. Les débutants, et pas seulement les radioamateurs, auront intérêt à utiliser cet article pour faire des conceptions sur ces microcircuits. Merci aux auteurs pour un travail bien fait. Anatoly Dans l'alimentation, il y a un transistor de régulation kt815, si c'est pour les débutants. Dmitry Merci pour le circuit oscillateur ! Si je ne l'avais pas trouvé, j'aurais dû installer jusqu'à 6 boîtiers ! [;)] [haut Haut haut] Vladimir Pas étonnant qu'ils aient écrit, ils ont aidé ![[mdr]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/lol.gif){kind=small} invité Et l'entrée "S" (vyv6) pour quoi ? Goudrat L'auteur à propos de k176la3 pas un mot, et tout le reste est hors sujet. ![[pleurer]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/cry.gif){kind=small}
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