В. Дригалкин - Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности

Возможно, вы пожелаете изменить звучание «электронной канарейки». Для этого надо знать влияние параметров тех или других деталей на трели, которые имитируются. Например, тональность трели зависит от конденсатора С3: с уменьшением его емкости звуки становятся более резкими, увеличение же емкости конденсатора смягчает звуки. Количество звуков трели (иначе говоря, частоту их появления) определяет конденсатор С1. Если уменьшить его емкость, частота звуков-клацаний (а значит и количество их) возрастет. Влияет на это и резистор R2, но основное его назначение — прекращать трель после определенного количества звуков, причем от сопротивления этого резистора зависит продолжительность последнего звука трели. Она увеличивается с повышением сопротивления резистора. Однако сильно изменять сопротивление резистора опасно, так как это может привести к нарушению нормальной работы устройства. Так, при чрезмерном увеличении сопротивления последний звук трели начнет беспрерывно повторяться, и услышать новую трель удастся только после кратковременного выключения питания. Уменьшение же сопротивления резистора вообще приведет к прекращению трелей. А когда случайно выйдет из строя (например, при обрыве проводов) резистор R2 или конденсатор С1, в громкоговорителе будет слышен постоянный негромкий свист. Конденсатор С2 определяет продолжительность каждой трели и паузы между ними — с увеличением емкости конденсатора они также увеличиваются.

Наше устройство может иметь самое разное применение. Его можно использовать в качестве дверного звонка. Для этого вам потребуется поменять выключать S1 на кнопку.

С каждым новым устройством у нас появляется большее количество транзисторов, и следующая самоделка не исключение. Когда к одной телефонной линии подключено несколько телефонов, которыми в свою очередь пользуются несколько абонентов, всегда сложно угадать — занят телефон или нет. Можно, конечно, поднять трубку, но это приводит к невольному нарушению конфиденциальности чужого разговора. Устройство, схема которого приведена на рис. 5.6, поможет вам этого избежать. Данная схема не требует дополнительного питания, так как питается от самой телефонной линии.

Рис. 5.6. Принципиальная схема индикатора занятой телефонной линии.

Детали нашего индикатора могут быть любыми, важно, чтобы стабилитрон был на 15 В. Если не найдете подходящего, составьте его из двух последовательно включенных стабилитронов, например Д814А и КС168А. Сумма максимального стабилизированного напряжения двух стабилитронов должна быть 15 В. К сожалению, их размеры оставляют желать лучшего, как и размеры КС215Ж. Советую приобрести импортный малогабаритный стабилитрон.

Импортный диодный мост DB107 можно заменить на отечественный КЦ405. Внешний вид транзисторов (а также цоколевка), диодного моста показан на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Цоколевка:

а — транзисторов КТ502 и КТ503; б — диодного моста КЦ405

При свободной телефонной линии светодиод HL1 светится, при занятой — гаснет. В данной самоделке мы ознакомимся с новыми транзисторами.

В этой конструкции мы увидим новые детали: диодный мост и стабилитрон. Диодный мост — это совокупность четырех определенно включенных диодов. Диодный мост (на рис. 5.6 — D1) позволяет преобразовать переменный ток в постоянный, то есть превратить ток с неопределенной полярностью в плюс и минус. Поэтому диодные мосты — это обязательная часть любого блока питания. Еще одна важная деталь нашей конструкции — стабилитрон (на рис. 5.6 — D2). Он позволяет удерживать напряжение в точно заданной позиции. Например, стабилитрон на 5 В, будет держать 5 В, на 10 — будет держать 10 В и т. д. Но это совсем не означает, что он не может удерживать меньшее напряжение. А вот большее — нет.

При правильной сборке данная самоделка не нуждается в налаживании и при подключении к телефонной линии сразу начинает работать.

Глава 6

Знакомство с микросхемами

Микросхема (от англ. chip — чип) представляет собой электронный «мини-кирпичик», содержащий транзисторы, диоды, резисторы и другие активные и пассивные элементы, общее число которых может достигать нескольких тысяч. Разновидностей микросхем достаточно много. Среди них — логические, операционные усилители, специализированные. Мы поговорим о некоторых из них.

Большая часть микросхем представляет собой пластмассовый корпус прямоугольной формы с гибкими пластинчатыми выводами (рис. 6.1), расположенными вдоль обеих сторон корпуса. Сверху на корпусе есть условный ключ — метка, от которой ведется нумерация выводов. Если на микросхему смотреть сверху, то отсчитывать выводы нужно против движения часовой стрелки, а если снизу — то в направлении движения часовой стрелки. Микросхемы могут иметь любое количество выводов.

Особой популярностью среди микросхем пользуются логические. Принцип их работы построен на двух условных уровнях: низком или высоком, что эквивалентно состоянию логического 0 или логической 1. Так, для микросхем серии К155 за низкий уровень, соответствующий логическому 0, приняты напряжения от 0 до 0,4 В, а за высокий, соответствующий логической 1, - не менее 2,4 В и не более напряжения источника питания — 5 В. Для микросхем серии К176, рассчитанных на питание от источника, напряжением 9 В, соответственно 0,02-0,05 и 8,6–8,8 В. На первый взгляд это сложно понять, но на самом деле не так и трудно. Условные графические обозначения основных элементов микросхем показаны на рис. 6.2 — логические элементы И, ИЛИ, НЕ и И-НЕ. Там же приведены таблицы истинности, дающие представление о логике действия этих элементов.

Рис. 6.2. Логические элементы И, ИЛИ, НЕ и И-НЕ

Символом логического элемента И служит знак & (союз и в английском языке), находящийся внутри прямоугольника. Слева — два (или больше) входных вывода, справа — один выходной вывод. Действие этого элемента таково: напряжение высокого уровня появится на выходе тогда, когда сигналы такого же уровня будут на всех его входах. Такой же вывод можно сделать, глядя на таблицу истинности, характеризующую электрическое состояние элемента И и логическую связь между его выходным и входными сигналами. Так, например, чтобы на выходе (Вых.) элемента было напряжение высокого уровня, что соответствует единичному (1) состоянию элемента, на обоих входах (Вх. 1 и Вх. 2) должны быть напряжения такого же уровня. Во всех других случаях элемент будет в нулевом (0) состоянии, то есть на его выходе будет действовать напряжение низкого уровня.

Условный символ логического элемента ИЛИ — цифра 1 в прямоугольнике. У него, как и у элемента И, могут быть два и больше входов. Сигнал на выходе, соответствующий высокому уровню (логической 1), появляется при подаче сигнала такого же уровня на вход 1, на вход 2 или одновременно на все. Проверьте эти логические взаимосвязи выходного и входного сигналов по таблице истинности этого элемента.

Условный символ элемента НЕ — тоже цифра 1 внутри прямоугольника. Но у него один вход и один выход. Небольшой кружок, которым начинается линия связи выходного сигнала, символизирует логическое отрицание «НЕ» на выходе элемента. На языке цифровой техники «НЕ» означает, что элемент НЕ является инвертором, то есть электронным «кирпичиком», выходной сигнал которого по уровню противоположен входному. Другими словами, пока на его входе присутствует сигнал низкого уровня, на выходе будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Об этом говорят и логические уровни в таблице истинности работы этого элемента.

Логический элемент И-НЕ является комбинацией элементов И и НЕ, поэтому на его условном графическом обозначении есть знак & и небольшой кружок на линии выходного сигнала, символизирующий логическое отрицание. Выход один, а входов два и больше. Логика работы элемента такова: сигнал высокого уровня на выходе появляется лишь тогда, когда на всех входах будут сигналы низкого уровня. Если хотя бы на одном из входов будет сигнал низкого уровня, на выходе элемента И-НЕ будет сигнал высокого уровня, то есть он будет в единичном состоянии, а если на всех входах будет сигнал высокого уровня — в нулевом состоянии.

Элемент И-НЕ может выполнять функцию элемента НЕ, то есть стать инвертором. Для этого надо соединить вместе все его входы. Тогда при подаче на такой объединенный вход сигнала низкого уровня на выходе элемента будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Это свойство элемента И-НЕ очень широко используется в цифровой технике.