Самоделки на к155ла4
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 15.09.2024
Представим себе его в виде графика изменения звука по частоте во времени – примерно 5 секунд низкий тон около 150 Гц, потом нарастание частоты в течении 2-3 секунд до 500-550 ГЦ, выдержка этого тона в течении 5-6 секунд и снова понижение до 150 Гц… и так далее.
Итак нам понадобится собрать схему из двух генераторов – один управляющий сверхнизкочастотный с изменяемой скважностью и один звуковой частоты. Первый должен выдавать нам сигнал с частотой 0,1 Гц и скважностью около 30 %. То есть низкий уровень 3 секунды и высокий 7 секунд. Второй с частотой от 12-150 до 500-550 Гц. Сначала разберёмся с управляющим. Задумка такая: этот генератор будет включать уровень "0" на время звучания низкого тона (150 Гц) генератора, а "1" на высокий тон (550 Гц).
Но есть одна очень существенная проблема – сделать генератор, вырабатывающий сигнал с частотой 0,1 Гц такой формы, как на графике (сигнал со скважностью 70/30 % очень трудно, я не знаю, как это сделать. Поэтому попробуем изменить принцип работы этой схемы. Мысль такая – оба генератора будут работать на существенно большей частоте, т.к. их легче сделать… Управляющий будет выдавать сигнал нужной формы и согласно его выходному напряжению изменять частоту основного, а уже готовый комбинированный изменяющийся сигнал мы разделим во столько раз, чтобы в итоге он изменялся в диапазоне от 150 до 500 Гц.
Для этого рассмотрим ещё одно устройство на логических элементах, которое называется триггер, а на его основе делитель частоты на два (F/2). Сам по себе триггер – это устройство на двух инверторах, соединённых входами каждого с выходом другого
Его особенностью является два устойчивых состояния – если на выходе Q1 – " ", то на -Q -"1" и наоборот. И это состояние останется таким, пока включено питание элемента. На этой основе создаются устройства памяти. Но нужны дополнительные входы для записи состояния на выходе Q единицы и для сброса триггера в состояние Q – ноль. Для этого триггер делается из двух элементов 2И-НЕ, в которых вторые входы и используются для этой цели. Один назвали S (Set — установить), второй R (Reset — сбросить). Этот вид триггера назвали асинхронный RS-триггер.
Если на входы R и S подать единицу, то она работает точно так же, как схема на инверторах. Но, если на R " ", а на S "1", то на выход Q запишется " ", а на -Q – "1". Если на R "1", а на S " ", то наоборот (Q – "1", -Q -" "). То есть эти входы совершенно одинаковые, только имеют разное название и взаимозаменяемы.
Такой же RS (SR) можно собрать на элементах 2ИЛИ-НЕ. Только управляться он будет противоположными уровнями на входах.
На основе этих триггеров созданы синхронные триггеры. В рассмотренных ранее асинхронных триггерах есть один существенный недостаток – это неопределённое состояние , которое существует после его включения, пока мы принудительно не изменим его состояние подав нужный уровень на один из входов. В синхронном триггере для этого добавлен вход "С". Он разрешает изменение состояния триггера от первоначального или предыдущего. На него подаются тактовые импульсы высокого уровня (1) только тогда, когда когда нужно изменить состояние всего триггера. При " " он хранит записанную ранее информацию. Это его схема
Существует много различных схем триггеров для разного их использования. Описывать все я не буду, этой информации много в сети. Приведу лишь таблицу их условных обозначений
В данной статье мне понадобится другое устройство на основе триггера – делитель частоты. Для этого используется так называемый D-триггер. Это тот же синхронный RS триггер, в котором с помощью инвертора объединены входы установки S и сброса С –
Для того, чтобы получился делитель, достаточно соединить инверсный выход -Q c входом D.
После прохождения первого импульса на вход С, сигнал с инверсного выхода -Q, возвращается на вход D и, с задержкой на время первого импульса, продолжает удерживать высокий уровень сигнала. То же происходит с низким уровнем входного сигнала. С приходом следующего импульса всё повторяется… В итоге длина высокого и низкого уровней импульса увеличивается вдвое, а так же и частота импульсов делится на два. количество таких триггеров в одном корпусе микросхемы может быть любым необходимым для поставленной задачи.
Распространёнными у радиолюбителей являются микросхемы с двумя делителями в одном корпусе, каждый из которых содержит четыре двоичных делителя соединённых последовательно и имеющих по одному выходу на каждый разряд
Два таких блока входит в состав одной микросхемы К561ИЕ10. Каждый имеет два входа импульсов С – прямой и Е -инверсный, сброс R и четыре выхода Q1 -Q4 разрядов 2 -4 – 8 -16, Т.е. делит входной сигнал на 2,4,8 и 16. Если 16-й разряд первого соединить с входом второго блока, получится делитель с восемью разрядами и максимальным делителем на 256. И всё это умещается в одном корпусе с 16-ю "ножками"
Здесь нет ничего необычного. После формирования устойчивого сигнала , я обрезал его верхушку стабилитроном D2 и получилась нужная форма, что видно на осциллограмме. Но, как оказалось, понизить частоту до 400 Гц очень проблематично. Ниже 800 Гц генератор отказывается сам запускаться, его амплитуда падает вместе с частотой… Поэтому было решено действовать цифровыми методами. А использую я для этого сдвигающий регистр на 8 разрядов. Его работу представляет диаграмма в следующей галерее –
Вы видите, что для получения на выходе формирователя частоты синусоиды около 400 Гц, частота сигнала генератора должна быть 13 кГц, т.е. за один полный проход формирователя от начала подъёма уровня до вершины и спуска обратно до нижней точки проходит два по 16 тактов. Значит тактовая частота делится на 32 – 13000 Гц делённое на 32 это 406 Гц (400Гц).
Теперь для получения требующейся нам формы сигнала, придётся немного схитрить. Вместо встроенного в эмулятор генератора мы поставим свой на элементах 2И-НЕ и настроим его на частоту, при которой на выходе будут нужные нам 400 Гц, которые после деления 12-ю разрядами делителя дадут 0,1 Гц. Чтобы ограничить амплитуду нашей синусоиды, т.е. срезать у неё верхушки, я поставил перед фильтром стабилитрон, который не даёт выходному уровню подняться выше напряжения его отсечки. Нижняя часть формы синусоиды останется неизменной. Последовательно со стабилитроном поставлю резистор, что немного смягчит форму линии отсечки. Вот что получилось в итоге –
Для питания мы используем максимально допустимое напряжение питания м/с – 15 В, чтобы получить амплитуду выходного сигнала, достаточную для управления следующим генератором.
Второй генератор сделаем на логических элементах 2И-НЕ. Они входят в состав одной микросхемы К561ЛА7. Три из них вырабатывают прямоугольные импульсы, четвёртый мы используем в качестве инвертора в схеме формирователя импульсов. Здесь вся "трудность" заключается в подборе частотозадающих конденсатора и сопротивления. Для плавного изменения частоты генератора, служит поставленный параллельно сопротивлению полевой транзистор с изолированным затвором. Он изменяет общее сопротивление цепи в зависимости от поданного на него напряжения. В нашем случае это будет напряжение с выхода первого генератора. Как показало испытание, частота изменяется в нужных пределах при напряжении на затворе транзистора от 4 до 10 вольт. Поэтому выбираем напряжение питания всех частей устройства максимально возможным (до 15 вольт) или подбираем другой полевой транзистор.
Как видно из схемы, частота генератора зависит от конденсатора и сопротивления в фазосдвигающей цепи. Она изменяется сопротивлением между стоком и истоком полевого транзистора с изолированным затвором, установленного параллельно частотозадающего резистора, а конденсатор регулируется до нужного интервала частоты во время настройки. Эта схема прекрасно работает собранной в эмуляторе Multisim. Там же я подал на затвор напряжение от переменного резистора установленного в цепи питания генератора и опытным путём подобрал номиналы деталей так, чтобы при изменении напряжения на затворе транзистора от 4 до 10 вольт, частота менялась от 600 Гц до 2 Мгц. Это видно на сканах в галерее.
Третий блок нашей схемы сделаем из двух описанных ранее микросхем К561ИЕ10. На вход подадим комбинированный сигнал со второго генератора. Выход каждого счётного блока соединим с входом следующего в цепочку, а на выходе третьего, вернее на его выходе Q12 (если считать из 16-ти разрядов всего делителя Q0 – Q15) мы получим НЧ сигнал переменной частоты от 150 до 550 Гц, как и было задумано.
На скане видно, что импульсы с генератора частотой 2 Мгц на выходе второго делителя (Q8) равна примерно 7,850 кГц. После ещё четырёх разрядов деления, начальная частота уменьшится в 4096 раз и будет около 500 Гц. Точная настройка выполнится на уже работающей схеме после сборки агрегата.
Четвёртый блок – усилитель НЧ я описывать не буду. Это может быть что угодно – один усилитель для одной аккустической системы, мощный усилитель для раздачи сигнала по абонентским точкам, трансляция через систему уличных громкоговорителей или через радиостанцию на обширную территорию…
Все три описанных блока я проверил на симуляторе. Всё работает. К сожалению на нём не получается проверить всё вместе. Симулятор не поддерживает совместную работу даже двух генераторов, они выключаются оба. И в симуляторе нет возможности воспроизвести звуковой сигнал. Но схема просто обязана заработать. Возможно, придётся повозиться с согласованием сигналов первых двух блоков, добавить между ними дополнительный усилитель напряжения для стабильного изменения управляющего напряжения в нужном диапазоне. Но, в качестве примера, этого достаточно.
Наверное, Вы догадываетесь, что на написание этой статьи ушло много сил и времени. Пришлось разбираться в работе эмулятора и перепробовать несколько десятков вариантов схем, пока получилось то, что я описал. Поэтому, не сочтите за труд оставить свои оценки и комментарии. Наверняка найдутся те, кто считает это пустой тратой времени, т.к никому уже не понадобится паять такую схему, а создать нужный сигнал программно на ПК. Я это и сам прекрасно понимаю. Но поверьте, пока занимался этой разработкой, я получил огромное удовольствие, как будто вернулся в молодость. Надеюсь и кому-то ещё эта статья доставит удовольствие. А кто-то узнает, как мы "развлекались"лет 40 – 50 назад.
Спасибо, что дочитали. Не стесняйтесь указывать на ошибки.
1. Параллельное и последовательное включение сопротивлений
- вычислить величину трёх параллельно включённых сопротивлений 1кОм
- вычислить величину трёх последовательно включённых сопротивлений 1кОм
2. Параллельное и последовательное включение конденсаторов
- вычислить величину трёх параллельно включённых конденсаторов 100 мкФ
- вычислить величину трёх последовательно включённых конденсаторов 100 мкФ
Краткий порядок задания :
2-1. Справка о мс К155ЛА3.
2-2. Сборка генератора (схема 4).
2-3. Общие рекомендации по сборке.
2-4. Этапная сборка схемы 4 (с проверкой этапов).
2-5. Схема 4k и выполнение задания.
2-6. Сборка генератора (схема 5).
2-7. Сборка генератора (схема 7).
2-8. Сборка двойного генератора (схема 6).
2-9. Период, частота.
2-10. Задание по схеме 6.
2-11. Сборка RS-триггера.
2-1. Справка о мс К155ЛА3.
На правом изображении "живая" микросхема К155ЛА3 в корпусе DIP14 (14 выводов):
Обратите внимание, с левой стороны корпуса микросхемы находится углубление – это её ключ; рядом с ним находится первая ножка корпуса микросхемы. Последующий порядок нумерации выводов показан на изображении. В одном корпусе микросхемы находится четыре логических элемента 2И-НЕ (левое изображение). Эти элементы используются при сборке последующих схем. Напряжение питания микросхемы - 5 вольт (для этого вывод 7 соединяется с GND-земля; а вывод 14 - с VCC=5 вольт).
На изображении микросхема установлена в макетку и к её выводам (N7, 14) подведено питание.
2-2. Сборка генератора (схема 4 и 4k) :
Генератор импульсов (схема 4) собирается на двух элементах микросхемы К155ЛА3, включённых инверторами. Частота мигания (количество импульсов в секунду) зависит от величины сопротивления R1 и конденсатора C1. К выводу 6 (выход второго элемента микросхемы, он же и выход генератора ) через токоограничивающее сопротивление R2 подключён светодиод VD1. Если он замигает после подачи питания на макетку, то схема собрана правильно.
DD1 – К155ЛА3, R1 – 330 Ом, R2 – 1 кОм, С1 – 470,0 мкФ.
На изображении собранный генератор :
В сборке элементом R1 является соединение из трёх сопротивлений с номиналом 1 кОм, а не одно сопротивление с номиналом 330 Ом.
2-3. Общие рекомендации по сборке :
2-4. Этапная сборка схемы 4 (с проверкой этапов) :
- подключите питание к выводам микросхемы (7- GND ; 14- VCC ).
- установите сопротивление R2 и светодиод VD1. После подачи питания светодиод должен постоянно светиться. Объясните, почему он светится ?
- установите перемычки между контактами 1-2, 4-5 микросхемы. После подачи питания светодиод должен также светиться.
- установите перемычку между контактами 3-4 микросхемы. После подачи питания светодиод не должен светиться. Объясните, почему он не светится ?
- установите элементы R1 и C1. После подачи питания светодиод должен постоянно мигать.
2-5. Схема 4k и выполнение задания :
На следующем изображении 4-я схема с небольшим изменением (светодиод включён катодом к земле – Схема 4k ).
DD1 – К155ЛА3, R1 – 330 Ом, R2 – 1 кОм, С1 – 470,0 мкФ.
Внесите нужные схемные изменения в монтаж. После подачи питания светодиод должен мигать. Светодиод в схеме подключён через сопротивление к выходу генератора (вывод 6 - сигнал C ) и служит для индикации его работы.
Задание по схеме 4k :
При сборке схемы 4k генератора участвуют два логических элемента микросхемы (1,2-3; 4,5-6), а два элемента остались не задействованными (13,12-11; 10,9-8). Необходимо собрать второй генератор на свободных элементах микросхемы.
- В тетрадке начертите схему 4k генератора без обозначения номеров выводов (1,2-3; 4,5-6) микросхемы К155ЛА3.
- Закончите схему, указав на освободившемся месте новые номера выводов от ранее не задействованных элементов микросхемы(13,12-11; 10,9-8)
- Выполните сборку второго генератора согласно новой схеме.
При правильной сборке два светодиода (от двух генераторов) должны мигать.
2-6. Сборка генератора (схема 5) :
DD1 – К155ЛА3, R1-R3 – 1 кОм, С1 – 470,0 мкФ.
- выполните сборку на макетке в соответствии с принципиальной электрической схемой (схема 5),
- зарисуйте схему в рабочей тетрадке и найдите более оптимальный вариант сборки схемы,
- внесите коррективы в схему и в сборку :
2-7. Сборка генератора (схема 7) :
DD1 – К155ЛА3, R1-R4 – 1 кОм, С1 – 470,0 мкФ.
2-8. Сборка генератора (схема 6) :
Сравните, ранее собранную, схему 4k (см. выше) и следующую 6-ую схему. В 6-ой схеме - уже два генератора.
DD1 – К155ЛА3, R1-R3 – 1 кОм, R4-330 Ом, С1 – 470,0 мкФ, C2 – 47,0 мкФ.
Величину сопротивления R1 можно уменьшить до 500 Ом (. ). Для индикации к выходам генераторов через сопротивления подключены светодиоды VD1 , VD2 . Обратите внимание на правильность их подключения - катодами к линии GND. Соединение, обозначенное на схеме и на сборке знаком (!) , устанавливается в последнюю очередь.
На схемах 4-7 изображены простые схемы генераторов на микросхеме К155ЛА3 .
2-9. Период, скважность, частота :
Если схема генератора собрана правильно, то светодиод, подключенный к выходу генератора, должен мигать (при соответствующих параметрах RC элементов). Или, светодиод периодически светится и не светится.
По схеме 4k светодиод VD1 будет светиться при высоком уровне напряжения на выходе генератора (вывод 6 , сигнал C ), и не будет светиться – при низком уровне напряжения. Форма периодически меняющегося выходного сигнала генератора показана на следующем изображении :
Временной отрезок с высоким уровнем напряжения (импульс) и низким (пауза) в сумме составляют величину T , при этом они периодически повторяются. Т – это Период или промежуток времени, через который повторяются значения напряжений.
Если длительность импульса и паузы равны, то такой периодический сигнал прямоугольной формы называется Меандр .
T = k * R1 * C1 - формула, по которой определяется период, при этом, величина коэффициента k может меняться в зависимости от схемы.
Например :
для схемы 5 формула примет вид - Т = 2 * R1 * C1 ,
а для схем 4 или 4k точней будет при - Т = 3 * R1 * C1 .
Из формулы следует, что длительность периода или частота мигания светодиода зависит от номиналов сопротивления R1 и конденсатора C1 .
- в большинстве схем генераторов, построенных на элементах 155 серии, номинал сопротивления должен быть менее 500 Ом (только тогда генератор будет работать).
- временные отрезки импульса и паузы будут почти равными при R1 =100 Ом, а при увеличении сопротивления R1 длительности импульса и паузы начинают отличаться друг от друга и даже в несколько раз при максимальной величине сопротивления.
Если время периода T поделить на время длительности импульса (высокий уровень напряжения), то получим величину Скважности ( S ). При меандре S = 2, а если длительность импульса меньше длительности паузы, то величина S > 2.
Частота - f = 1/T - как часто или сколько проходит импульсов и пауз (периодов) в течение одной секунды.
Например, при T = 0.5 сек (полсекунды), f = 1 / 0.5 c = 2 Гц (за секунду можно заметить две вспышки светодиода).
Но, чем частота ближе к значению 25 Гц, тем хуже человеческий глаз будет различать световые вспышки светодиода и паузы между ними. Свечение светодиода постепенно сливается, и при частоте более 25 Гц он будет как бы постоянно светиться. Для этого попробуйте изменять номиналы элементов.
2-10. Задание по схеме 6 :
Схема 6 состоит из двух генераторов.
- в сборке временно уберите соединение, обозначенное (!) ,
- подсчитайте периоды для обоих генераторов,
- нарисуйте две временные диаграммы с выводов 6 и 8 мс (располагая - вторая под первой),
- установите соединение (!) ,
- нарисуйте (под первыми двумя) опять временную диаграмму с вывода 8 мс (при наличии соединения (!) ),
- объясните логику работы второго генератора (вывод 8 мс).
2-11. Сборка RS-триггера :
Сборка схемы RS-триггера выполняется на элементах мс К155ЛА3 (логика 2И-НЕ).
Триггер - устройство способное длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. В этой схеме его состояние меняется при нажатии кнопок KN1 и KN2 . Само состояние триггера определяется по состоянию светодиода VD1 .
Какие особенности схемы обеспечивают устойчивость состояний на выходе ?
Соберите схему, поочерёдно нажимайте на кнопки KN1 и KN2 :
При нажатии на кнопку KN1 (вход R ) светодиод выключается (сброс - Reset ).
При нажатии на кнопку KN2 (вход S ) светодиода включается (установка - Setting ).
Основная функция триггера - запоминать двоичную информацию. Под памятью триггера подразумевают способность оставаться в одном из двух состояний и после прекращения действия сигналов (нажатия на кнопки). Приняв одно из состояний за 1 (логическую единицу), а другое за 0 (логический ноль), можно считать, что триггер хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.
При изготовлении триггеров преимущественно используются транзисторы. В настоящее время триггеры используются в вычислительной технике для организации компонентов вычислительных систем: регистров, счётчиков, процессоров, ОЗУ.
Это самый элементарный глушитель который я собрал. Принципиальная схема:.
Такая CXEMA появилась давольно таки давно. И сразу же после того как я её спаял, мы с другом пошли её пробовать. Долго хохотали над продавщицами у которых внезапно в радиоприёмниках появлялся "странный" звук. Но мы тоже не лучше выглядели - запутавшимися обмотанными проводами, с батарейками в руках и т.д
И для того чтобы не выглядеть также, я написал эту статью. То есть всё должно быть организованно и компактно на печатной плате.
Теперь впаиваем панельку, чтобы легче было менять микросхему.
Микросхема К155ЛА3, но чем больше серия тем лучше у них частотные характеристики. Я поставил К555ЛА3.
Осталось припаять провода питания и соединительный провод между 1,2 и 8 выводами микросхемы. К 6-му выводу обычно припаивают антену, но я не припаивал.
Дальность: если приснаровиться, то можно глушить на расстоянии до 7 метров(если питаться не от батарейки, а к примеру от китайского блокапитания).
Вывод: использовать данную схему имеет смысл лишь при отсутствии возможности собрать более серьезное устройство.
Печатная плата . Lay-формат печатной платы - от программы Sprint-Layout. Плата имеет размер 12x22 мм и выглядит так:
У каждого настоящего радиолюбителя имеется микросхема К155ЛА3. Но обычно их считают сильно устаревшими и не могут найти им серьезного использования, так как во многих радиолюбительских сайтах и журналах обычно описаны только схемы мигалок, игрушек . В рамках этой статьи постараемся расширить радиолюбительский кругозор в рамках применения схем с использованием микросхемы К155ЛА3.
Питание К155ЛА3 подается на 7 и 14 вывод и должно быть в диапазоне 4,5 -5 вольт. Она состоит из четырех логических элементов И-НЕ
Цоколевка микросхемы К155ЛА3
При использование паяльника, не рекомендуется допускать перегрев, старайтесь работать быстро и аккуратно.
Стабилизатор напряжения на К155ЛА3
Эту схему можно использовать для зарядки мобильного телефона от прикуривателя бортовой сети автомобиля.
На вход радиолюбительской конструкции можно подавать до 23 Вольт. Вместо устаревшего транзистора П213 можно использовать более современный аналог КТ814.
Вместо диодов Д9 можно применить д18, д10. Тумблеры SA1 и SA2 используются для проверки транзисторов с прямой и обратной проводимостью.
Для того чтобы исключить перегрев фар можно установить реле времени, которое будет выключать стоп-сигналы если они горят более 40-60 секунд, время можно изменить подбором конденсатора и резистора. При отпускании и следующем нажатии педали фонари снова включаются, так что на безопасность вождения это никак не влияет
Для повышения КПД преобразователя напряжения и предотвращения сильного перегрева, в выходном каскаде схемы инвертора применены полевые транзисторы с низким сопротивлением
Сирена используется для подачи мощного и сильного звукового сигнала для привлечения внимания людей и эффективно защищает ваш оставленный и пристегнутый на короткое время байк.
Если вы хозяин дачи, виноградника или домика в деревне, то вы знаете, какой огромный ущерб могут создать мыши, крысы и другие грызуны, и какой затратной неэффективной, а иногда и опасной является борьба с грызунами стандартными способами
Почти все радиолюбительские самоделки и конструкции имеют в своем составе стабилизированный источник питания. А если ваша схема работает от напряжения питания 5 вольт, то лучшим вариантом будет использование трехвыводного интегрального стабилизатора 78L05
Кроме микросхемы в схеме мигалки имеется яркий светодиод и несколько компонентов обвязки. После сборки устройство начинает работать сразу. Регулировка не требуется, кроме подстройки длительности вспышек.
Напомним, что конденсатор C1 номиналом 470 микрофарад впаиваем в схему строго с соблюдением полярности.
С помощью номинала сопротивления резистора R1 можно изменять длительность вспышки светодиода.
Читайте также: