Цифровые микросхемы — 3
Принципиальная схема
Опорный генератор собран на элементе DD1.1, а поисковый — на элементах DD2.1 и DD2.2. Частота колебаний опорного генератора, определяемая данными его контурной катушки L1 и конденсаторов С1 и С2, и при указанных номиналах составляет 100 кГц (рис. 1).
Частота поискового генератора, колебательный контур которого образуют выносная катушка L2 и конденсаторы C3—С5, близка к частоте опорного генератора. Ее плавно изменяют конденсатором переменной емкости С3 в пределах одного-двух килогерц.
Элемент DD1.2 выполняет функцию каскада, служащего для развязки между генераторами по переменному напряжению. Микросхемы DD1 и DD2 металлоискателя питаются от источника постоянного тока GB1 через развязывающие фильтры R6C8 и R7C9.
Элемент DD3.1 — смеситель сигналов генераторов. На его выходе формируются колебания с суммарными и разностными частотами генераторов и их гармоник. Для выделения сигналов разностной, т. е. звуковой частоты предназначен фильтр низких частот (НЧ) R3C6.
Такое схемотехническое построение металлоискателя позволяет получить биения генераторов частотой в несколько герц.
Чтобы обеспечить прослушивание сигналов столь низких частот на головные телефоны использовано преобразование синусоидального, а точнее — треугольного сигнала в короткие импульсы с удвоенной частотой следования. Достигается это с помощью компаратора напряжения, собранного на элементах DD3.2 — DD3.4.
Рис. 1. Принципиальная схема металлоискатель повышенной чувствительности на трех микросхемах К561ЛE5.
За один период частоты биений компаратор дважды переключается из одного логического состояния в другое. Формируемые им прямоугольные импульсы дифференциируюгся цепью C7R8.
Поэтому на телефоны, подключенные к разъему Х2, поступают короткие импульсы напряжения и громкость звукового сигнала мало зависит от его частоты.
В телефонах, которые могут быть как высокоомными, так и низкоомными, слышатся «щелчки». Громкость их регулируют переменным резистором R8 (он совмещен с выключателем питания SA1).
Все детали, кроме разъемов и контурной катушки поискового генератора, нужно разместить на печатной плате из двустороннего фольгированного материала (рис. 2).
Монтаж односторонний — со стороны печатных проводников. Фольга другой стороны, которую по краям платы соединяется с общим проводом питания, выполняет роль экрана.
Принципиальная схема
Схема показана на рисунке в тексте, орган управления — S1 (кнопка либо выключатель). Таймер выполнен по очень простой схеме на микросхеме D1 типа К561ЛЕ5 (или К561ЛА7, что не критично), по простой схеме с RC-цепью. Цепь, задающая интервал состоит из резистора R1 и конденсатора С1. S1 включается параллельно С1 и при включении его замыкает, разряжает.
Рис. 1. Принципиальная схема выключателя освещения с задержкой по времени.
Что происходит быстро, а вот зарядка конденсатора С1 длительная, она происходит через резистор R1 большого сопротивления.
Когда схема находится в дежурном режиме конденсатор С1 уже заряжен через резистор R1. Напряжение на С1 на уровне логической единицы. При этом на выходе D1.3 будет логический ноль, и транзистор VТ1 будет закрыт.
Контакты реле К1 выключены, и через них напряжение от электросети на лампу Н1 не поступает. Если S1 включить, то через контакты S1 конденсатор С1 разряжается. Напряжение на входах D1.1 падает до нуля. При этом на выходе D1.3 появляется логическая единица.
Транзистор VT1 открывается и реле К1 своими контактами подает напряжение от электросети на лампу Н1. Использование реле в данном каскаде по сравнению с более привычными тиристорными выходными каскадами оправдано тем, что желательно было сделать устройство, способное работать с любыми видами осветительных ламп, как ламп накаливания, так и люминесцентных ламп и компактных люминесцентных ламп (в цоколе которых встроенный электронный балласт), светодиодных ламп.
Как известно, такие лампы (с электронной начинкой) нежелательно использовать с тиристорными каскадами, так это может привести к выходу из строя электронного балласта или драйвера светодиодов.
После выключения S1 конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через резистор R1, и, соответственно, медленно на нем растет напряжение. В определенный момент напряжение на нем становится в зоне логической единицы. При этом на выходе D1.3 устанавливается логический ноль и свет выключается.
Но, не все так просто, дело в том, что микросхемы типа К561ЛЕ5 или К561ЛА7 не имеют встроенных триггеров Шмитта, поэтому, в процессе медленного увеличения напряжения на С1, элемент D1.1 где-то на пороге между нулем и единицей может оказаться в линейном аналоговом режиме. Что приводит к нестабильности работы схемы, так как напряжение на его выходе будет не определенного уровня.
Чтобы это не оказывало влияния на работу схемы, в неё добавлен триггер Шмитта на элементах D1.2 и D1.4, который может принимать только четкое значение — ноль или единица. Гистерезис триггера Шмитта на D1.2 и D1.4 устранит нестабильность, вносимую в схему элементом D1.1, находящимся в пограничном состоянии (между нулем и единицей).
Электронная схема питается напряжением 15V от бестрансформаторного источника на гасящем конденсаторе. Сетевое напряжение через конденсатор C3 поступает на выпрямительный мост VD3-VD6. Схема C3-VD3-VD6 вместе со стабилитроном VD2 образует параметрический стабилизатор, объединенный с выпрямителем, в котором реактивное сопротивление C3 служит сопротивлением на котором падает избыток напряжения, а стабилитрон VD2 — стабилизирующим элементом.
Конденсатор С2 сглаживает пульсации полученного постоянного напряжения величиной 15V. Этим напряжением и питается схема.
Детали и монтаж
Почти все (кроме S1) собрано на небольшой печатной плате с односторонней разводкой. На плате есть одна перемычка. Плата рассчитана под следующие детали: Резисторы R1-R4 мощностью 0,125W, микросхема К561ЛЕ5 или К561ЛА7 или импортный аналог в корпусе DIP-14.
Реле типа WJ118 с обмоткой на 14V сопротивлением 300 Ом, транзистор КТ503, конденсаторы С1, С2 -миниатюрные аналоги К50-35, C3 — типа К73-17, стабилитрон в пластмассовом корпусе с торцевыми выводами, выпрямительные диоды типа 1 N4007. Транзистор VT1 можно заменить на ВС547 или с несколько уменьшением надежности, — КТ315, КТ3102. Стабилитрон КС515А можно заменить любым одноваттным стабилитроном на напряжение 12-15V.
Рис. 2. Печатная плата для выключателя освещения.
Диоды 1N4007 можно заменить на КД209. Диод 1N4148 — на КД522, КД521, КД 102, КД103, КД209. Реле можно заменить другим реле с обмоткой на 12-15V сопротивлением не менее 200 Ом, например, на устаревшее реле КУЦ-1 от отечественных цветных телевизоров 80-90х годов выпуска.
ИЛИ
На схемах его обозначают так:
Вообще-то у этого элемента входов может быть сколько угодно, но наш пока будет с двумя. Логика элемента «ИЛИ» такова: на выходе будет «0», если на всех входах «0». Если же на каком-то из входов будет 1, то на выходе тоже будет 1. Для вашего понимания этот элемент можно представить так:
Если любой из выключателей замкнут (лог. 1), то лампа Y будет гореть (лог.1). В схемотехнике нету такого чистого элемента (может был). Есть только объединенная — функция «ИЛИ-НЕ». В теории он выглядит таким образом:
На схемах обозначают элемент так:
Обратите внимание на этот кружочек на выходе – на схемах так показывается инверсия. Логика элемента «ИЛИ-НЕ» обратна логике «ИЛИ» — на выходе будет 1, если на всех входах будут нули
Реализована эта логика в микросхеме К176ЛЕ5 и К561ЛЕ5 – двухвыводной элемент. Вот назначение выводов:
Типичные схемы
1. Тот-же самый генератор. Тоже для ознакомления:
Расчет немного другой (по ж.Радио): F~0,44/R1*C1, где
R1 – в Омах,
C1 – в Фарадах.
Резистор R1 должен быть в пределах от нескольких килоОм до 10 мегаОм. Конденсатор С1 – в пределах от нескольких десятков пФ до многоФарад, только не электролитический.
2. Схема на этой же схеме генератора – лёгкая пищалка:
Z1 – любой пьезоизлучатель без встроенного генератора. Попробуйте сами рассчитать номиналы резистора и конденсатора, если область звуковых частот – от 20 Гц до 20 кГц.
