Импульсы, которые мы слышим
Генератор импульсов, описанный в прошлом эксперименте, хоть и отличается простотой, но имеет ряд недостатков, прежде всего связанных со стабильностью частоты.
Более стабильны генераторы на 2-х логических элементах. Именно они и нашли широкое применение в цифровой схемотехнике. Давай соберем такой генератор и заставим его вырабатывать импульсы с частотой 1000 Гц. Импульсы такой частоты тяжело увидеть, но зато легко услышать.
Итак, приступим к созданию твоего первого цифрового звукового генератора. В его основе - схема импульсного генератора на двух логических элементах «2И-НЕ».
Принципиальная схема
Для того чтобы «услышать» импульсы, мы используем маленький электромагнитный динамик. Он преобразует прямоугольные электрические импульсы нашего генератора в колебания воздуха, которые мы и услышим.
Низкоомный динамик нельзя напрямую подключать к выходам нашего логического элемента. Для усиления сигнала по току мы воспользуемся маломощным биполярным транзистором (n-p-n структуры).
Таблица компонентов
Монтажная схема
Обратите внимание на то, что у транзистора одна часть корпуса полукруглая, а вторая плоская. При установке нужно быть внимательным и установить точно, как на монтажной схеме. Кроме того, все три резистора в данной схеме разных номиналов, их нужно не перепутать. Если все собрано правильно, должен генерироваться достаточно громкий однотонный звуковой сигнал.
Работа схемы
В начальный момент после включения питания конденсатор С1 разряжен, напряжение в точках А и С одинаково и противоположно уровню напряжения в точке В.
Конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R1, когда он зарядится до напряжения U(1) (уровня лог «1» в точке А), логический элемент DD1.1 переключится и на его выходе (вывод 3, точка В) установиться уровень логического «0». Соответственно, переключится и элемент DD1.2, и на его выходе (точка С) установиться уровень лог. «1».
Напряжение, приложенное к конденсатору, изменится на противоположное, и он начнет разряжаться (при этом напряжение в точке А начнет падать). Когда напряжение в точке А достигнет уровня лог. «0», элемент DD1.1 снова переключится и процесс начнется с начала.
Для данной схемы абсолютно не важно какой логический уровень был у точек А и С на начало генерации. Важно, чтобы у точки В он был противоположный, а именно это и обеспечивают последовательно включенные инверторы.
Схема с двумя инверторами обеспечивает устойчивую генерацию импульсов. Ты будешь часто встречать данную схему или её модификации в наших экспериментах.