СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ С ДИНАМИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИЕЙ

May 5, 2010 by admin Комментировать »

А. Евсеев

В последнее время цифровые счетчики импульсов по­лучили широкое распространение при конструировании цифровых измерительных приборов, дисплеев, электронных часов, электронных игр и т. д.

Предлагаемое устройство представляет собой 4-разряд­ный счетчик импульсов по методу динамической индика­ции, когда один и тот же дешифратор с транзисторными ключами используется для дешифрации состояний четырех декадных счетчиков и для управления четырьмя газораз­рядными лампами. Подробно о методах динамической ин­дикации можно прочитать в [31].

Если же собирать дешифратор с использованием отдель­ных транзисторов, то данное устройство даст существенный выигрыш в количестве используемых элементов. Оно удобно в том случае, когда индикаторные лампы должны на­ходиться на удалении от самого устройства: в этом случае за счет использования динамической индикации сократит­ся число жил в соединительном кабеле. На рис. 1, 2 показа­ла принципиальная схема счетчика.

На микросхемах DlD4 собраны декадные счетчики, соединенные последовательно друг с другом. Микросхема {(155ИЕ2 состоит из триггера со счетным входом С1 и счет­чика с коэффициентом пересчета 5 со входом С2. Если вы­ход триггера соединить со входом счетчика (т. е. соединить выводы 12 и 1 микросхемы), получится последовательный двоично-десятичный счетчик, работающий в коде 1 — 2 — 4 — 8. Здесь цифры обозначают «вес» каждого выхода; допус­тим, если на выходах счетчика 1, 2, 4 и 8 имеются соответ­ственно логические уровни 1 1 1 0, то в счетчике записано число «7» (1X1 + 1X2 + 1X4 + 0X8 = 7). Вре­менная диаграмма работы такого счетчика показана на рис. 3. Триггеры счетчиков устанавливают в состояние «0», од­новременно подавая положительные импульсы на входы R0. Полярность входных счетных импульсов, подаваемых на входы С1 и С2, — положительная. Триггеры переклю­чаются спадом входных импульсов. Максимальная частота импульсов, подаваемых на вход счетчика, составляет 10 МГц. Выходное сопротивление устройства, к которому может быть подключен вход 4-разрядного счетчика, долж­но быть не более 2 кОм. Уровень логической 1 в импульсе должен быть не менее 2,4 В, логического 0 — не более 0,4 В. Импульсы должны иметь крутые фронты. Получить такие импульсы из сигналов произвольной формы можно с помощью формирователей, описанных, например, в [2].

На микросхеме D10 собран генератор тактовых импуль­сов, частота следования которых составляет 2 — 3 кГц. Эти импульсы поступают на счетчик с коэффициентом пере­счета 4, собранный на двух D-триггерах микросхемы D11. D-триггер работает следующим образом: после при­хода синхронизирующего импульса на вход С на выходе триггера устанавливается такой логический уровень, ко­торый был на входе D до прихода импульса. Если вход D соединить с инверсным выходом этого же триггера, то со­стояние триггера будет меняться на противоположное после прихода каждого очередного импульса на вход С, т. е. триггер будет работать в счетном режиме. Соединив два таких счетных триггера последовательно, получим счетчик с ко­эффициентом пересчета 4. Дешифратор состояний этого счетчика выполнен на микросхемах D12, D13. Во время работы генератора тактовых импульсов на выходах логи­ческих элементов D12.2, D12A, D13.2, D13A появляется последовательно логическая 1. Работа генератора на микро­схеме D10, счетчика на микросхеме D11 и дешифратора на микросхемах D12, D13 поясняется рис. 4.

Микросхемы D5D8 представляют собой логические элементы 2 — 2 — 2 — ЗИ — 4ИЛИ — НЕ. Это означает, что ес­ли логические 1 имеются на всех входах хотя бы одного из элементов И (например, на выводах 9, 10), то на выходе микросхемы будет низкий логический уровень. Подключе­нием к выходам микросхем инверторов D9AD9A и объе­динением выводов 5, 6 в каждой из микросхем D5D8 логическая операция 2 — 2 — 2 — 2И — 4ИЛИ — НЕ сведена к операции 2 — 2 — 2 — 2И — 4ИЛИ, т. е. если хотя бы на одной паре входов одного из четырех элементов И есть две логи­ческие 1, то на выходе микросхемы также будет логическая 1. Более подробно об этом можно прочитать в [5].

Выходы инверторов D9.1D9A подключены ко входам микросхемы D14. Она содержит дешифратор, преобразу­ющий двоичный код в десятичный, и высоковольтные тран­зисторные ключи, управляющие зажиганием цифр газо­разрядных индикаторов HIН4.

Выход логического элемента D12.2 соединен со входами логических элементов И (выводы 10) каждой из микросхем D5 — D8. Ко вторым входам этих логических элементов (выводы 9) подключены выходы микросхемы D1. Когда на выходе D12.2 имеется логическая 1, логические уровни на выходах элементов D9A, D9.2, D9.3, D9A повторяют соот­ветственно логические уровни на выходах 1, 2, 4, 8 микро­схемы D1, т. е. происходит считывание информации, запи­санной в счетчике D1. Когда логическая 1 имеется на выхо­де элемента D12.4, информация считывается из счетчика D2 и т. д. Таким образом, за время выработки генератором четырех тактовых импульсов на входы дешифратора D14 поочередно поступает информация о состоянии счетчиков Dl, D2, D3, D4.

clip_image002

Рис. 1. Принципиальная схема счетчика

clip_image004

Рис. 2. Схема включения индикаторов

clip_image006

Рис. 3. Временные эпюры напряжений одного двоично-деся­тичного счетчика

clip_image008

Рис. 4. Эпюры напряжений устройства

clip_image010

Рис. 5. Принципиальная схема блока питания

Когда логическая 1 имеется на выходе логического эле­мента D12.2, то транзистор А1Л закрыт, а А1.2 — АН открыты, на анодах ламп Н2Н4 низкий потенциал, и они не светятся; светится только одна из цифр лампы HI, При поступлении следующего импульса с генератора так­товых импульсов оказывается закрытым только транзис­тор А1.2, поэтому под напряжением находится только лам­па Н2, и т. д. при поступлении следующих импульсов. Таким образом, лампа HI индицирует состояние счетчика Dl, H2 — D2, H3 — D3 и H4 — D4. Так как частота так­товых импульсов достаточно велика, создается впечатле­ние непрерывной работы каждой газоразрядной лампы.

Источник питания для 4-разрядного счетчика можно собрать по схеме, приведенной на рис. 5. Дроссели L1, L2 и конденсаторы СЗ, Сообразуют фильтр, уменьшающий проникновение помех из сети и устраняющий возможные сбои в работе счетчика. Газоразрядные индикаторы пита­ются от отдельной обмотки трансформатора 77 в целях обес­печения безопасности при работе с устройством.

Устройство собрано на плате из гетинакса размерами 112 X 95 мм. Здесь расположены только те элементы, которые обозначены на рис. 1. Все соединения выполнены проводами. Конденсаторы C1, C2 КМ-6, КЛС. МБМ и др.; С5, С6 К50-3, К50-6, ЭГЦ и др.; СЗ, С4 БМ-2, МБМ, БМТ-2 на номинальное напряжение 400 В, Диод VI можно заменить на Д7Ж, Д205, КД202К — КД202Р. Вместо диодов V2V5 можно применять любые полупроводни­ковые диоды, у которых прямой ток допускается не ме-Lee0,2 А. Транзистор V6 можно заменить на КТ807, КТ603, П701. В устройстве могут быть использованы аналогичные микросхемы серии К133, имеющие такую же нумерацию Кхех выводов. Вместо микросхем D5D8, D9, D10, D12, Q13 могут быть использованы аналоги из серий К131, К158, имеющие такую же нумерацию выводов. Вместо микросбор­ки транзисторов А1 можно применить транзисторы типа КТ605А. В качестве ламп HIН4 можно использовать (индикаторы ИН-1, ИН-8, ИН-12Б и ИН-18.

Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе [U20X25. Обмотка I содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 0,14, обмотка II — 2000 витков провода ПЭВ-1 0,1, обмотка III — 80 витков провода ПЭВ-1 0,41. Дроссели Др1, Др2 намотаны на ферритовых кольцах М2000НМ (типоразмер К17Х8Х5) и имеют по 200 витков провода ПЭВ-1 0,31. Возможно также использование сердечников от малогабаритных трансформаторов для транзисторных приемников.

Если все детали исправны и монтаж выполнен без оши­бок, устройство начинает работать сразу. В этом случае настройка его сводится к подбору резисторов R4R7 таким образом, чтобы сила тока через анод каждой из ламп составляла 1 — 1,5 мА.

Для надежной работы необходимо, чтобы длина провод­ника, через который поступают импульсы на вход счетчика, не превышала 0,2 — 0,3 мм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев С. Применение микросхем серии К155. — Радио, 1977, № 10, с. 39 — 41.

2. Алексеев С. Формирователи импульсов на микросхемах. — Радио, 1978, № 10, с. 33, 34. 3. Бирюков С. Динамическая индикация. — Радио, 1979, № 12, с. 26,

4. Бирюков С. Счетчики на микросхемах. — Радио, 1976, № 2, с. 42 — 44; № 3, с. 36, 37.

5. Кальнин Б. Логические основы ЭВМ. — Радио, 1979, № 5, с. 30 — 32.

6. Микросхемы серии К155. Справочный листок. — Радио, 1977, № 9, c. 57, 58.

7. Справочник по интегральным микросхемам / Под общей ред. Б. В. Тарабрина. — М., Энергия, 1980.

8. Шамис В., Власенко В. Устройство динамической индикации. — радио, 1978, № 1, с. 44.

OCR Pirat

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты