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书籍和文章
逻辑元素上的设备。 收音机 - 适合初学者
让我们从一个自振荡多谐振荡器开始。 作为一种通用设备，它可以找到各种应用。 以具有三个逻辑元件的多谐振荡器为例。 安装了晶体管指示灯后，就变成了可用于灯塔模型的光脉冲发生器。 如果晶体管是中等或大功率的，例如KT801A，它的集电极电路中可以包括几个并联的微型白炽灯——它们将装饰一棵小圣诞树。 若多谐振荡器电容为1μF，恒流电阻R1为可变电阻，阻值为1,5或2,2kOhm，则得到音频振荡发生器，适用于测试广播接收机、音频放大器的性能. DEM-4m 电话胶囊或晶体管指示器可以连接到这种设备的输出端，但在集电极电路中有一个动态磁头。 您将获得一个声音发生器，可用作出诊或用于通过耳朵研究电报字母的接收情况。 在第一个版本中，发电机电源电压可以通过铃按钮提供，在第二个版本中 - 通过电报键的触点。 在 800 ... 1000 Hz 范围内生成的脉冲频率由可变电阻器或替代它的恒定电阻器选择。 使用多谐振荡器的下一个例子是间歇性音频信号发生器（图 1）。
该器件由两个互连的多谐振荡器组成，由一个 K155LAZ 芯片的逻辑元件制成。 DD1.3 和 DD1.4 元件上的多谐振荡器产生频率约为 1000 Hz 的振荡，DEM-4m 振膜 (BF1) 将其转换为声音。 但是声音是断断续续的，因为这个多谐振荡器的操作是由另一个组装在逻辑元件 DD1.1 和 DD1.2 上的。 它产生重复频率约为 1 Hz 的时钟脉冲。 只有在时钟多谐振荡器的输出端出现高电压电平的时间段内，电话中的音频信号才会响起。 选择电容C1和电阻R1可以改变声音信号的持续时间，选择电容C2和电阻R2可以改变声音的音高。单个振动器，辅以光信号装置（图2），可以成为老虎机或景点的基础。 例如，条件名称“熄灭蜡烛”下的景点。 景点本身就是架子上燃烧的蜡烛的模型。 如果你用力吹蜡烛，那么伪装成“灯芯”的 HL1 白炽灯应该会熄灭，过一会儿再打开。
吸引人的“秘密”在于，蜡烛后面的支架墙是一块不透明的轻质织物，在蜡烛“灯芯”的反面，固定着一个小马口铁板。 这是传感器开关 SF1 的触点。 在距它 3 ... 5 毫米的距离处，一根粗线的末端是固定的 - 开关的第二个触点。 当他们吹“蜡烛”时，空气喷射器使盒子的织物壁弯曲，开关触点闭合。 单发的输出端出现一个低电平脉冲，关闭晶体管并熄灭灯。 可能使用这种自动机的另一个例子是用于“射击”网球的射击场。 目标的“苹果”是直径为 80 ... 100 mm 的金属板 - 这是 SF1 触点之一。 在距离第一次不远的地方，第二次接触得到加强。 准确击中靶心，触点会短时间闭合，信号灯熄灭。 但是您可以使指示灯相反，在准确击中目标时亮起。 在这种情况下，只需要使用一个 p-n-p 晶体管作为指示器，例如 P213 或 KT814 系列，并交换其发射极和集电极引线的连接，如图所示。 2b。 在这种情况下，晶体管的基极电路中的电阻不能包括在内。 单个振动器作为单个脉冲发生器也很有趣，用于测试数字技术仪器和设备的可操作性，我们将在稍后讨论。 现在让我们再举几个自激多谐振荡器在业余无线电设计中的实际应用例子。 在无花果。 图 3 显示了最简单的测量设备 - 探头的示意图，您可以用它检查安装的电触点质量、开关、振荡电路线圈的完整性、二极管的健康状况、电容器，晶体管的pn结。
探头的基础是基于元件 DD1.1 和 DDl.2 的对称多谐振荡器，它产生重复频率约为 1 kHz 的脉冲。 探头指示器是连接到双插座 XS1 的 HL1 LED 或高阻抗耳机 TON-2、TON-1 或 TEG-1。 探头 XA1 和 XA2 充当一种开关的触点，通过它们将电源 GB1 的电压施加到微电路。 当探头未相互闭合时，电源电路断开，多谐振荡器不工作。 如果探针接触到导体的末端或工作电感器的端子，微电路的电源电路将关闭，多谐振荡器将开始产生声频的电振荡。 在多谐振荡器输出端（引脚 6）的高电压电平时，HL1 LED 将亮起，在低电平时它将熄灭。 而且由于产生的脉冲频率非常高，眼睛不会注意到 LED 的闪烁 - 它似乎在持续发光。 但是，如果被测导体或线圈出现断路，则 LED 将不会发光，电话中的声音也不会发光。 为了测试半导体二极管，探针探针连接到它的端子 - 首先是一个极性，然后交换另一个极性。 一种接法，当二极管相对于电源正向导通时，应有光、声信号，反方向则无。 在探头连接的任何极性处出现信号将表明二极管的 p-n 结热击穿，在连接的任何极性处没有信号将表明二极管内部电路中存在开路。 同样，检查晶体管的集电极和发射极 p-n 结的健康状况。 当用探针接触电容器的引线时，通过没有光（或声音）信号来检查电容器的可维护性是否击穿（极板短路）。 检查大容量电容器时，在探头连接到其端子的瞬间，可能会出现短促的声音信号和 LED 闪烁。 这些信号是由电容器的充电电流引起的。 它们越长，被测电容器的电容越大。 这种探头的电源可以是3336电池或三个串联的原电池316、332。 在逻辑元素 2I-NOT 上，您可以构建一个简单的声音频率 (3H) 和射频 (RF) 振荡发生器来测试广播接收器的路径。 一个例子是设备，其电路如图4所示。 四
声音频率振荡（约 1 kHz）的发生器是元件 D.D1.3 和 DD1.4 上的多谐振荡器。 它通过反相器 DD2.2、电容器 C5 和插座 XS2“ZCH”产生的振荡在插入此插座的 XA1 探头的帮助下被馈送到被测音频放大器的输入端。 射频振荡发生器由逻辑元件DD1.1、DD1.2、线圈L1和电容器C1、C2组成。 它的振荡频率主要由线圈 L1 的电感决定，可以通过可变电容器 C1 在很小的范围内改变。 元素 DD2.1 执行混合器设备的功能。 它的输入端 1 接收射频振荡，其输出端 2 - 音频。 结果，在元件的输出端形成由音频振荡调制的射频脉冲信号。 通过电容器 C4 和插座 XS1“RF”，它被馈送到被测接收机的射频路径（或其节点之一）的输入端。 射频发生器电路的线圈L1可以绕在直径为8～9mm的框架上，框架内装有一根600NM的铁氧体棒。 为了使探头在 3 ... 7 MHz 范围内工作，必须在框架上缠绕 50 个。 55 匝 PEV-2 线 0,2.. .0,3。 作为可变电容（C1），可以使用调谐PDA-1。 这种探针发生器的设计是任意的。 要为其供电，最好使用 5V 电压源，但也可以使用 3336 电池。 另一个实际使用数字微电路逻辑元素的例子是“Crossing”游戏。 这个游戏的内容是基于一个关于狼、山羊和卷心菜的老逻辑问题，承运人必须将它们无损地运送到河对岸。 但是这艘船太小了，除了承运人本身，它只能容纳一名乘客或一名货物。 不可能把一只狼和一只山羊或一只山羊和卷心菜留在岸上——肯定会有损失。 你只能在没有监督的情况下把狼和白菜放在一起。 在这种情况下，承运人应该怎么做？ 为了解决这个问题，来自加里宁格勒的业余无线电爱好者 I. Sinelnikov 提出了一种基于逻辑元素 2I-NOT 和 ZI-NOT 的游戏电子设备，其示意图见图 5。 XNUMX.
使用开关 SA1-SA4，玩家将乘客和货物“运输”到河对岸。 因此，例如，如果他认为应该将第一只山羊运送过河，他将（根据方案）向下移动开关 SA2“山羊”和 SA1“载具”的活动触点。 安装游戏的盒子前面板上的开关手柄的位置反映了路口的当前情况。 元素 DD1.1、DD1.2 和 DD2.1、DD2.2 形成一个逻辑节点，该节点生成错误的移动信号，其中河岸的一个危险情况出现（狼可以吃山羊，并且山羊可以吃卷心菜）。 错误由 LED HL1 和 HL2 发出信号，每个 LED 位于其“自己的”组中，声音信号由动态磁头 BA1 生成。 这台老虎机是如何工作的？ 初始状态下，当所有乘客、货物和承运人都在同一河岸时，对应图中SAI-SA4开关的位置。 讲一个逻辑节点操作的故事，我们假设机器是通电的，也就是SB1按钮的触点是闭合的。 高电压电平作用于逻辑节点的元件 DD1.1、DD1.2 和 DD2.1 的输出，因此 LED 不亮（因为它们每个的阳极和阴极都有几乎相同的电压，通过 LED 的电流不泄漏），元件 DD2.2 的输出为低电平。 使用 SB1“Crossing”按钮打开电源时，DD2 元件的输入管脚 1.1 和 DD3 元件的输入管脚 1.2 以及两个输入端都会出现低电压电平。 DD2.1 元素。 对于元素 2I-NOT 和 ZI-NOT，这足以让高电压电平出现在其输出端。 此时 DD2.2 元件的两个输入都保持空闲，因此，它们和元件的输出端（引脚 8）有一个高电压电平，因此在 DD1.2 元件的较低输入端到与之连接的电路， - 低电压电平。 假设第一个动作的玩家将一只山羊运送到另一边。 为此，他必须将开关 SA2、SAI 的旋钮移动到另一个位置并按下按钮 SB1。 在这种情况下，逻辑节点的所有四个元素都将保持其原始状态，并且所有 LED 都不会亮起。 如果你想成为第一个运送狼的人？ 在这种情况下，SA3 开关将根据电路在 DD2.2 元件的上输入端产生一个低电平，而在 DD1.2 元件的下端输入端将出现一个高电平。 相同电平的信号将在元件 DD1.2 的其他两个输入上，因为它们将是空闲的。 结果，DD1.2 元件的输出端将出现低电压电平，HL2 LED 将打开 - 表示危险情况的信号（留在岸上的山羊可以吃卷心菜！）。 而位于河对岸的 HL1 LED 将保持关闭状态，因为此时 SAI 开关将在 DD1.1 元件的顶部输入处产生低电压电平。 从元件DD1.1和DD1.2的输出，危险情况的信号(低电平)也被提供给元件DD9的输入端子10和1.3。 当其中至少一个出现低电平时，该元件切换到单一状态，这导致组装在元件 DD2.3 和 DD2.4 上的多谐振荡器启动。 它产生的频率约为500Hz的振荡放大VT1晶体管上的阶跃，由射极跟随器导通，BA1头发出报警声信号。 SA5开关可以用来关闭声音信号，在解决问题的过程中提示错误，只留下光信号。 电阻器 R5 限制晶体管 VT1 的基极电流。 通过电阻R3，一个高电压电平被施加到DD1.3元件的上部输入，它保护信号单元免受各种电气干扰。 微调电阻 R6 设置 BA1 头的所需音量。 游戏机的细节，除了开关元件、LED 和动态磁头外，可以安装在尺寸为 70x25 毫米的印刷电路板上（图 6，a），并放置在尺寸约为的塑料或胶合板盒中120x90x50 毫米（图 6，b）。
在盒子的前面板上，有一条河流的图画，沿着河道固定了 SAI-SA4 开关，在对面的河岸上，有 LED HL1 和 HL2。 这里是 SA5 开关和 SB1“交叉”按钮。 开关 SAI-SA5-拨动开关 MT-1 或 TV2-1，按钮 SB1-KM1-1。 动态头 VA1-功率 0,1 ... 0,25 W，例如 0,25GD-10。 电源可以是5V全波整流器或3336电池。 在开始解决问题之前，所有开关必须处于初始位置，对应于所有乘客、货物和承运人都在同一河岸上的情况。 然后他们开始穿越到另一边——他们将相应开关的把手放在船应该航行的海岸上，然后按下“穿越”按钮，他们检查移动的正确性。 如果同时出现错误的灯光或声音信号，则认为该移动不正确 - 您需要寻找解决问题的另一种方法。 为确保老虎机正常工作，您需要了解解决逻辑问题的过程。 他可以是这样的。 首先，承运人将山羊运送到另一边。 然后他回来拿了卷心菜。 在另一边，他留下卷心菜，带走了山羊。 把山羊运回来后，他把狼放在船上，把它运到卷心菜旁，然后回来把山羊带走。 因此，问题在七步中解决。 该问题是否有其他解决方案？ 思考。
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