Proste obwody wykorzystujące bramki IC 7400 NAND

W tym artykule omówimy wiele różnych pomysłów na obwody zbudowane przy użyciu bramek NAND z układów scalonych, takich jak IC 7400, IC 7413, IC 4011 i IC 4093 itp.

Specyfikacje IC 7400, IC 7413

I.C.s 7400 i 7413 to 14-pinowe układy DIL lub „14-pinowe układy scalone Dual In Line”, gdzie pin 14 to dodatnie napięcie zasilania V +, a pin 7 to pin ujemny, masa lub 0 V.

Wejścia zasilania do pinów 14 i 7 nie są pokazane na rysunkach dla uproszczenia, ale radzimy nie zapomnieć o podłączeniu tych pinów, w przeciwnym razie obwód po prostu nie zadziała!

Wszystkie obwody pracują przy zasilaniu 4,5 V lub 6 V DC, jednak typowe napięcie może wynosić 5 V. Zasilane z sieci regulowane zasilanie 5 V można uzyskać za pomocą wielu opcji.

4 bramki 7400 są dokładnie takie same, jak ich specyfikacje:

• Brama A, piny 1, 2 wejścia, styk 3 wyjście
• Brama B, piny 4, 5 wejść, styk 6, wyjście
• Brama C piny 10, 9 wejść, styk 8 wyjście
• Bramka D piny 13, 12 wejść, styk 11 wyjście

Możesz znaleźć określony obwód wskazujący oscylator stosujący bramki A i B, jednak oznacza to również, że to samo można zaprojektować za pomocą bramek A i C, B i C lub C i D, bez żadnych problemów.

Rysunek 1 przedstawia obwód logiczny twojego 7400 I.C. Rysunek 2 przedstawia logiczną reprezentację symboliczną tylko jednej bramki, przy czym każda pojedyncza bramka jest zwykle „2 wejściową bramką NAND”.

Konfiguracja wewnętrzna z indywidualną bramką jest pokazana na rysunku 3. Model 7400 jest logicznym układem TTL, co oznacza, że ​​działa przy użyciu „Transistor-Transistor-Logic”. Każda pojedyncza bramka wykorzystuje cztery tranzystory, każdy 7400 składa się z 4 x 4 = 16 tranzystorów.

Bramki logiczne zawierają parę stanów, w zależności od systemu binarnego, 1 lub „Wysoki” zazwyczaj 4 V, a 0 (zero) lub „Niski” zazwyczaj 0 V. W przypadku, gdy terminal bramowy nie jest używany. co może odpowiadać wejściu 1.

Oznacza to, że otwarty sworzeń bramki jest na „wysokim” poziomie. Kiedy styk wejściowy bramki jest połączony z linią uziemienia lub 0 woltów, wejście staje się wtedy 0 lub logicznie niskie.

Bramka NAND jest w rzeczywistości połączeniem bramki `` NOT '' i `` AND '', gdy oba jej wejścia (i funkcja) są w logice 1, wyjście jest wyjściem bramki NOT, które wynosi 1.

Wyjście bramki NOT będzie miało wartość 0 V w odpowiedzi na sygnał wejściowy 1 lub wejście zasilania +, co oznacza, że ​​wyjście będzie miało wartość logiczną Zero, gdy wejście będzie na poziomie zasilania +.

W przypadku bramki NAND, gdy oba wejścia są logiczne 0, wyjście zamienia się w logikę 1, co jest dokładnie takie, jak odpowiedź bramki NOT. Może wydawać się trudne do zrozumienia, dlaczego dane wyjściowe są równe 1, gdy dane wejściowe mają wartość 0 i odwrotnie.

Można to wyjaśnić w ten sposób

Aby nastąpiło przełączenie stanu, musi nastąpić funkcja AND, czyli każde wejście musi zostać przekształcone w celu przełączenia stanu.

Dzieje się tak tylko wtedy, gdy dwa wejścia przełączają się między 0 a 1. Bramki 7400 są 2 wejściowymi bramkami NAND, jednak 3 wejściowe bramki NAND 7410 IC, 4 wejściowe bramki NAND 7420, a także 8 wejściowa bramka NAND 7430 mogą być również łatwo dostępne na rynku .

Jeśli chodzi o 7430, jego 8-wejściowa bramka przełączy stan tylko wtedy, gdy każde z 8 wejść ma wartość 1 lub 0.

Gdy 8 wejść 7430 to 1,1,1,1,1,1,1,0, to wyjście będzie nadal wynosić 1. Zmiana stanu nie nastąpi, dopóki wszystkie 8 wejść nie będzie miało identycznej logiki .

Ale gdy tylko ostatnie wejście zmieni się z 0 na 1, wyjście zmieni się z 1 na 0. Technika powodująca „zmianę stanu” jest kluczowym aspektem do zrozumienia funkcjonalności obwodów logicznych.

Liczba pinów, które układ logiczny może zwykle mieć, to 14 lub 16. 7400 składa się z czterech bramek NAND, z 2 pinami wejściowymi i 1 pinem wyjściowym dla każdej z bramek, a także parę pinów dla wejść zasilania, styk 14 i pin 7.

Rodzina IC 7400

Pozostali członkowie rodziny 7400 mogą mieć większą liczbę pinów wejściowych, takich jak 3 wejściowe bramki NAND, 4 wejściowe bramki NAND i 8 wejściowa bramka NAND, oferująca więcej opcji kombinacji wejść dla każdej bramki. Na przykład IC 7410 jest wariantem 3 wejściowych bramek NAND lub „potrójnej 3 wejściowej bramki NAND”.

IC 7420 jest wariantem 4 wejściowych bramek NAND i jest również nazywany „podwójną 4-wejściową bramką NAND”, podczas gdy IC 7430 jest elementem, który ma 8 wejść i jest znany jako 8-wejściowa bramka NAND.

Podstawowe połączenia bramek NAND

Chociaż IC 7400 zawiera tylko bramki NAND, istnieje możliwość podłączenia bramek NAND na wiele sposobów.

To pozwala nam przekształcić je w inne formy bramek, takie jak:
(1) falownik lub bramka „NIE”
(2) bramka AND
(3) bramka OR
(4) Brama NOR.

IC 7402 przypomina 7400, chociaż składa się z 4 bramek NOR. Podobnie jak NAND jest połączeniem „NOT plus AND”, NOR jest połączeniem „NOT plus OR”.

7400 to niezwykle elastyczny układ scalony, co można znaleźć na podstawie szeregu obwodów w przewodniku po zastosowaniach.

Aby pomóc Ci w pełni zrozumieć funkcjonalność bramki NAND, powyżej przedstawiono tabelę TRUTH dla 2-wejściowej bramki NAND.

Równoważne tabele prawdy można oszacować dla prawie każdej bramki logicznej. Tabela prawdy dla 8-wejściowej bramki, takiej jak 7430, jest nieco bardziej złożona.

Jak przetestować bramę NAND

Aby sprawdzić układ scalony 7400, możesz podłączyć zasilanie do pinów 14 i 7. Trzymaj piny 1 i 2 podłączone do dodatniego zasilania, to pokaże wyjście jako 0.

Następnie, bez zmiany połączenia styku 2, podłącz styk 1 do 0 woltów. Dzięki temu wejścia staną się 1, 0. Spowoduje to, że wyjście zmieni stan na 1, podświetlając diodę LED. Teraz po prostu zamień połączenia pin 1 i pin 2 tak, aby wejścia stały się 0, 1, to przełączy wyjście na logikę 1, wyłączając diodę LED.

W ostatnim kroku podłącz oba piny wejściowe 1 i 2 do masy lub 0 V, tak aby wejścia były w stanie logicznym 0, 0. To ponownie zmieni stan wyjścia na stan logiczny wysoki lub 1, włączając diodę LED. Świecenie diody LED oznacza poziom logiczny 1.

Gdy dioda LED jest wyłączona, sugeruje to poziom logiki 0. Analiza może zostać powtórzona dla bramek B, C i D.

Uwaga: każdy ze sprawdzonych tutaj obwodów pracuje z rezystorami 1 / 4W 5% - wszystkie kondensatory elektrolityczne mają generalnie napięcie znamionowe 25V.

Jeśli obwód nie działa, możesz spojrzeć na połączenia, prawdopodobieństwo wadliwego układu scalonego może być mało prawdopodobne w porównaniu z nieprawidłowym podłączeniem pinów. Te połączenia bramki NAND pokazane poniżej mogą być najbardziej podstawowe i działają przy użyciu tylko 1 bramki 7400.

1) NIE Brama z bramki NAND

Kiedy piny wejściowe a bramki NAND są ze sobą zwarte, obwód działa jak falownik, co oznacza, że ​​logika wyjściowa zawsze pokazuje odwrotność wartości wejściowej.

Gdy zwarte piny wejściowe bramki zostaną podłączone do 0V, wyjście zmieni się na 1 i odwrotnie. Ponieważ konfiguracja „NIE” zapewnia przeciwną odpowiedź na pinach wejściowych i wyjściowych, stąd nazwa NIE bramka. To wyrażenie jest właściwie technicznie odpowiednie.

2) Tworzenie bramki AND z bramki NAND

Ponieważ bramka NAND jest również rodzajem bramki typu „NIE I”, więc w przypadku, gdy bramka „NIE” jest wprowadzana po bramce NAND, obwód zamienia się w bramkę „NIE NIE I”.

Kilka negatywów daje wynik pozytywny (pojęcie popularne również w koncepcjach matematycznych). Obwód stał się teraz bramką „AND”, jak pokazano powyżej.

3) Wykonywanie bramki OR z bramek NAND

Wstawienie bramki NOT przed każdym wejściem bramki NAND generuje bramkę OR, jak pokazano powyżej. Zwykle jest to bramka LUB z 2 wejściami.

4) Wykonanie bramki NOR z bramek NAND

W poprzednim projekcie stworzyliśmy bramkę OR z bramek NAND. Bramka NOR w rzeczywistości staje się bramką NOT OR, gdy dodamy dodatkową bramkę NOT zaraz po bramce OR, jak pokazano powyżej.

5) Tester poziomu logicznego

Ten obwód testowany na poziomie logicznym można utworzyć za pomocą pojedynczej bramki 7400 NAND jako falownika lub bramki NIE do wskazywania poziomów logicznych. Do rozróżnienia poziomów logicznych na diodzie LED 1 i LED 2 zastosowano kilka czerwonych diod LED.

Dłuższy pin LED staje się katodą lub ujemnym pinem diody LED. Gdy wejście ma poziom logiczny 1 lub WYSOKI, dioda LED 1 świeci się naturalnie.

Pin 3, który jest pinem wyjściowym, jest przeciwieństwem wejścia w logice 0, co powoduje, że dioda LED 2 pozostaje wyłączona. Gdy wejście osiągnie wartość logiczną 0, dioda LED 1 wyłącza się naturalnie, ale dioda LED 2 świeci się teraz z powodu odwrotnej odpowiedzi bramki.

6) ZATRZASK BISTABILNY (S.R. FLIP-FLOP)

Ten obwód wykorzystuje kilka połączonych krzyżowo bramek NAND, aby utworzyć bistabilny obwód zatrzaskowy S-R.

Wyjścia są oznaczone jako Q i 0. Linia nad Q oznacza NIE. Dwa wyjścia Q i 0 działają jak uzupełnienia. Oznacza to, że kiedy Q osiąga poziom logiczny 1, Q zmienia 0, gdy Q wynosi 0, Q zmienia się w 1.

Obwód może zostać aktywowany do obu dwóch stabilnych stanów poprzez odpowiedni impuls wejściowy. Zasadniczo umożliwia to układowi funkcję „pamięci” i tworzy z niej super łatwy 1-bitowy (jedna cyfra binarna) układ do przechowywania danych.

Dwa wejścia są oznaczone marką S i R lub Set and Reset, dlatego obwód ten jest zwykle znany jako S.R.F.F. ( Ustaw Reset Flip-Flop ). Ten obwód może być całkiem przydatny i jest stosowany w wielu obwodach.

GENERATOR FAL PROSTOKĄTNYCH S-R FLIP-FLOP

Obwód SR Flip-Flop można skonfigurować tak, aby działał jak generator fali prostokątnej. Jeśli F.F. przyłożony jest falą sinusoidalną, powiedzmy z napięcia przemiennego o napięciu 12 V z transformatora, przy minimalnym zakresie 2 woltów między wartościami szczytowymi, wyjście będzie odpowiadać poprzez generowanie fal prostokątnych, których szczyt do szczytu odpowiada napięciu Vcc.

Można oczekiwać, że ta fala prostokątna będzie miała kształt idealnie kwadratowy ze względu na niezwykle szybkie czasy narastania i opadania układu scalonego. Wyjście falownika lub bramki NOT zasilające wejście R powoduje utworzenie uzupełniających wejść ON / OFF na wejściach R i S obwodu.

8) PRZEŁĄCZNIK ELIMINATOR ODRZUTU KONTAKTU

W tym obwodzie S-R FLIP-FLOP może być zastosowany jako eliminator odbicia zestyków przełączających.

Za każdym razem, gdy styki przełącznika są zamknięte, zwykle następuje to kilkukrotne gwałtowne podskakiwanie z powodu mechanicznego naprężenia i nacisku.

Powoduje to głównie generowanie fałszywych impulsów, które mogą powodować zakłócenia i błędne działanie obwodu.

Powyższy obwód eliminuje taką możliwość. Kiedy styki zamykają się początkowo, blokuje obwód, a przez to zakłócenia spowodowane odbijaniem styków nie powodują żadnego wpływu na przerzutnik.

9) ZEGAR RĘCZNY

To kolejny wariant obwodu ósmego. Aby eksperymentować z obwodami, takimi jak półsumator lub inne obwody logiczne, naprawdę konieczne jest, aby móc analizować obwód, ponieważ działa on z jednym impulsem na raz. Można to osiągnąć przez zastosowanie ręcznego zegara.

Za każdym razem, gdy przełącznik jest przełączany, na wyjściu pojawia się pojedynczy wyzwalacz. Układ działa wyjątkowo dobrze z licznikiem binarnym. Za każdym razem, gdy przełącznik jest przełączany, tylko jeden impuls na raz jest dozwolony ze względu na funkcję przeciwdziałania odbiciom obwodu, umożliwiając zliczanie postępów o jeden wyzwalacz na raz.

10) FLIP-FLOP S-R Z PAMIĘCIĄ

Ten obwód został zaprojektowany przy użyciu podstawowego przerzutnika S-R. Wyjście jest określane przez ostatnie wejście. D oznacza wejście DANE.

Impuls „włączający” staje się konieczny do aktywacji bramek B i C. Q tworzy ten sam poziom logiczny co D, co oznacza, że ​​przyjmuje wartość D i nadal pozostaje w tym stanie (patrz rysunek 14).

Numery pinów nie są podane dla uproszczenia. Wszystkie 5 bramek to 2 wejściowe NAND, potrzebnych jest kilka 7400s. Powyższy schemat oznacza tylko obwód logiczny, ale można go szybko przekształcić w schemat obwodu.

Upraszcza to diagramy zawierające ogromne ilości plików bramki logiczne do pracy z. Sygnał zezwolenia może być impulsem z „ręcznego obwodu zegara”, wyjaśnionego wcześniej.

Obwód działa zawsze, gdy przyłożony jest sygnał „ZEGAR”, jest to zwykle podstawowa zasada stosowana we wszystkich aplikacjach związanych z komputerem. Kilka opisanych powyżej obwodów można zbudować przy użyciu tylko dwóch układów scalonych 7400 połączonych ze sobą.

11) FLIP-FLOP STEROWANY ZEGAREM

W rzeczywistości jest to inny typ przerzutnika SR z pamięcią. Wejście danych jest kontrolowane przez sygnał zegarowy, wyjście przez przerzutnik S-R jest również regulowane przez zegar.

Ten Flip-Flop działa dobrze jak rejestr magazynowy. Zegar jest właściwie głównym kontrolerem dla ruchu impulsów na wejściu i wyjściu.

12) WYSOKIEJ PRĘDKOŚCI WSKAŹNIK I WYKRYWACZ IMPULSÓW

Ten konkretny obwód został zaprojektowany przy użyciu S-R Flip -Flop i jest przyzwyczajony do wykrywania i wyświetlania określonego impulsu w obwodzie logicznym.

Impuls ten blokuje obwód, wyjście jest następnie podawane na wejście falownika, co powoduje zaświecenie czerwonej diody LED.

Obwód pozostaje w tym konkretnym stanie, dopóki nie zostanie wyeliminowany przez przełączenie przełącznik jednobiegunowy, przełącznik resetowania .

13) „SNAP!” WSKAŹNIK

Ten obwód pokazuje, jak używać S-R Flip -Flop w inny sposób. Tutaj dwie japonki są włączone przez 7 bramek NAND.

Podstawową teorią w tym obwodzie jest zastosowanie przerzutników S-R i linii INHIBIT. SI i S2 tworzą przełączniki, które zarządzają przerzutnikami.

W momencie zatrzaśnięcia przerzutnika dana dioda LED zapala się, a przerzutnik uzupełniający zostaje zablokowany. Gdy wyłączniki mają postać przycisków, zwolnienie przycisku powoduje zerowanie obwodu. Zastosowane diody to 0A91 lub dowolne inne, takie jak 1N4148.

• Bramki A, B, C tworzą scenę dla S1 i LED 1.
• Bramki D, E, F stanowią etap dla S2 i LED 2.
• Bramka G potwierdza, że ​​linie INHIBIT i INHIBIT działają jak uzupełniające się pary.

14) OSCYLATOR DŹWIĘKOWY NISKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Obwód wykorzystuje dwie bramki NAND połączone jako falowniki i sprzężone krzyżowo, aby utworzyć stabilny multiwibrator.

Częstotliwość można zmienić, zwiększając wartość CI i C2 (niższa częstotliwość) lub zmniejszając wartość C1 i C2 (wyższa częstotliwość). Tak jak kondensatory elektrolityczne upewnij się, że połączenie biegunowości jest prawidłowe.

Obwody piętnaście, szesnaście i siedemnaście są również typami oscylatorów niskiej częstotliwości utworzonych z obwodu czternastego. Jednak w tych obwodach wyjście jest skonfigurowane tak, aby diody LED migały.

Możemy zauważyć, że wszystkie te obwody są do siebie bardzo podobne. Jednak w tym obwodzie, jeśli dioda LED jest używana na wyjściu, spowoduje miganie diody LED w bardzo szybkim tempie, które może być praktycznie nie do odróżnienia przez nasze oczy z powodu trwałego widzenia. Ta zasada jest używana w kalkulatory kieszonkowe .

15) PODWÓJNA LATARKA LED

Tutaj włączamy kilka bramek NAND do tworzenia oscylatora o bardzo niskiej częstotliwości. Plik konstrukcja steruje dwiema czerwonymi diodami LED powodując miganie diod LED z naprzemiennym włączaniem i wyłączaniem.

Obwód współpracuje z dwoma bramkami NAND, pozostałe dwie bramki układu scalonego mogą być dodatkowo wykorzystane w tym samym obwodzie. Dla tego drugiego obwodu można zastosować różne wartości kondensatorów, aby wygenerować alternatywny stopień migacza LED. Kondensatory o wyższej wartości spowodują wolniejsze miganie diod LED i odwrotnie.

16) PROSTY STROBOSKOP LED

Ten specyficzny projekt jest wytwarzany z obwodu piętnastego, który działa jak stroboskop małej mocy. W rzeczywistości obwód jest bardzo szybki Migacz LED . Czerwona dioda LED drga szybko, ale oko ma trudności z rozróżnieniem konkretnych błysków (z powodu ciągłego widzenia).

Nie można oczekiwać, że światło wyjściowe będzie zbyt mocne, co oznacza, że ​​stroboskop może działać lepiej tylko wtedy, gdy jest ciemno, a nie w dzień.

Zmienne rezystory sprzężone służą do zmiany częstotliwości stroboskopu, dzięki czemu stroboskop można łatwo dostosować do dowolnej żądanej szybkości strobowania.

Stroboskop działa wyjątkowo dobrze przy wyższych częstotliwościach poprzez modyfikację wartości kondensatora synchronizacji. Dioda LED będąca właściwie diodą jest w stanie z łatwością obsługiwać bardzo wysokie częstotliwości. Zalecamy, aby można go było zastosować do robienia bardzo szybkich zdjęć przez ten obwód.

17) WYZWALACZ SCHMITTA NISKIEJ HISTEREZY

Funkcje dwóch bramek NAND można skonfigurować tak, jak Wyzwalacz Schmitta aby stworzyć ten konkretny projekt. Aby poeksperymentować z tym obwodem, możesz zmodyfikować R1, do którego jest ustawiony efekt histerezy .

18) PODSTAWOWY KRYSZTAŁOWY OSCYLATOR CZĘSTOTLIWOŚCI

Ten obwód jest skonfigurowany jako oscylator sterowany kryształem. Para bramek jest okablowana jako falowniki, rezystory zapewniają odpowiednią wielkość polaryzacji dla powiązanych bramek. Trzecia bramka jest skonfigurowana jako „bufor”, który zapobiega przeładowaniu stopnia oscylatora.

Pamiętaj, że kiedy kryształ jest używany w tym konkretnym obwodzie, będzie on oscylował ze swoją częstotliwością podstawową, co oznacza, że ​​nie będzie oscylował z częstotliwością harmoniczną lub nadtonową.

W przypadku, gdy obwód działa ze znacznie zmniejszoną częstotliwością niż szacowano, oznaczałoby to, że częstotliwość kryształu działa z nadtonem. Innymi słowy, może działać z kilkoma podstawowymi częstotliwościami.

19) DWUBITOWY DEKODER

Ten obwód stanowi prosty dwubitowy dekoder. Wejścia znajdują się na linii A i B, wyjścia na linii 0, 1, 2, 3.

Wejście A może być logiczne 0 lub 1. Wejście B może mieć wartość logiczną 0 lub 1. Jeśli A i B są stosowane z logiką 1, staje się to binarną liczbą 11, która jest równa denarowi 3, a wyjście w linii 3 jest wysoko'.

Podobnie, A, 0 B, 0 linia wyjściowa 0. Najwyższa liczba jest oparta na liczbie wejść. Największy licznik wykorzystujący 2 wejścia to 22 - 1 = 3. Możliwe jest dalsze rozszerzenie obwodu, na przykład gdyby zastosowano cztery wejścia A, B, C i D, w takim przypadku najwyższa liczba wyniesie 24 - 1 = 15, a wyjścia od 0 do 15.

20) OBWÓD ZATRZASKANIA WRAŻLIWEGO NA ZDJĘCIE

To jest proste obwód oparty na fotodetektorze który wykorzystuje kilka bramek NAND, aby wywołać akcję zatrzaskową aktywowaną przez ciemność.

Gdy światło otoczenia jest wyższe niż ustawiony próg, wyjście pozostaje niezmienione i ma logikę zerową. Gdy ciemność spada poniżej ustawionego progu, potencjał na wejściu bramki NAND przełącza ją na wysoki stan logiczny, co z kolei na stałe blokuje wyjście w stan wysoki.

Usunięcie diody usuwa blokadę i teraz brama działa w parze z reakcjami świetlnymi. Oznacza to, że wyjście naprzemiennie przechodzi w stan wysoki i niski w odpowiedzi na natężenie światła na fotodetektorze.

21) TWIN TONE AUDIO OSCYLATOR

Następny projekt pokazuje, jak zbudować plik a oscylator dwutonowy za pomocą dwóch par bramek NAND. Dwa stopnie oscylatorów są skonfigurowane za pomocą tych bramek NAND, jedna ma wysoką częstotliwość przy użyciu 0,22 µF, a druga z kondensatorami oscylatora niskiej częstotliwości 0,47 µF.

Oscylatory sprzężone ze sobą w taki sposób, że oscylator niskiej częstotliwości moduluje oscylator wysokiej częstotliwości. Daje to plik wypuszczanie dźwięku co brzmi przyjemniej i ciekawiej niż dźwięk monofoniczny wytwarzany przez oscylator z 2 bramkami.

22) KRYSZTAŁOWY OSCYLATOR ZEGARA

To jest inna obwód oscylatora oparty na krysztale do użytku z L.S.I. „Chip” zegara IC dla podstawy 50 Hz. Wyjście jest ustawione na 500 kHz, więc aby uzyskać 50 Hz, to wyjście musi być podłączone kaskadowo do czterech 7490 I.C.s. Każde 7490 dzieli następnie kolejne wyjście przez 10, umożliwiając całkowity podział 10 000.

To ostatecznie daje moc równą 50 Hz (500 000 10 ÷ 10 ÷ 10+ 10 = 50). Odniesienie 50 Hz jest zwykle pobierane z sieci zasilającej, ale użycie tego obwodu pozwala na niezależność zegara od linii zasilającej, a także uzyskanie równie dokładnej podstawy czasu 50 Hz.

23) WŁĄCZANY OSCYLATOR

Obwód ten składa się z generatora tonów i stopnia przełączającego. Generator tonów działa nieprzerwanie, ale bez żadnego sygnału wyjściowego na słuchawce.

Jednakże, gdy tylko logika 0 pojawi się na bramce wejściowej A, odwraca bramkę A do logiki 1. Logika 1 otwiera bramkę B i częstotliwość dźwięku może dotrzeć do słuchawki.

Mimo że zastosowano tutaj maleńką kryształową słuchawkę, wciąż jest ona w stanie wygenerować niesamowicie głośny dźwięk. Obwód mógłby być ewentualnie zastosowany jak brzęczyk wyposażony obok elektronicznego budzika I.C.

24) DETEKTOR NAPIĘCIA BŁĘDU

Obwód ten jest przeznaczony do pracy jako detektor fazy przez cztery bramki NAND. Detektor fazy analizuje dwa wejścia i generuje napięcie błędu, które jest proporcjonalne do różnicy między dwiema częstotliwościami wejściowymi.

Wyjście detektora przekształca sygnał przez sieć RC składającą się z rezystora 4k7 i kondensatora 0,47 uF, aby wytworzyć napięcie błędu DC. Obwód detektora fazy działa bardzo dobrze w P.L.L. (pętla fazowa).

Powyższy diagram przedstawia schemat blokowy pełnego zestawu P.L.L. sieć. Napięcie błędu generowane przez detektor fazy jest wzmacniane w celu regulacji częstotliwości multiwibratora V.C.O. (oscylator sterowany napięciem).

P.L.L. jest niezwykle użyteczną techniką i jest bardzo skuteczna w demodulacji FM przy 10,7 MHz (radio) lub 6 MHz (dźwięk TV) lub w przywracaniu podnośnej 38 KHz w stereofonicznym multipleksowym dekoderze.

25) Tłumik RF

Projekt zawiera 4 bramki NAND i stosuje je w trybie przerywacza do sterowania mostkiem diodowym.

Mostek diodowy przełącza albo w celu umożliwienia przewodzenia RF, albo w celu zablokowania RF.

To, ile RF jest przepuszczane przez kanał, jest ostatecznie określane przez sygnał bramkujący. Diody mogą być dowolnymi diodami krzemowymi o dużej szybkości lub nawet nasze własne 1N4148 będą działać (patrz diagram 32).

26) REFERENCYJNY PRZEŁĄCZNIK CZĘSTOTLIWOŚCI

Obwód współpracuje z pięcioma bramkami NAND do opracowania przełącznika 2-częstotliwościowego. W tym przypadku stosuje się bistabilny obwód zatrzaskowy wraz z przełącznikiem jednobiegunowym do neutralizacji efektu odbicia z przełącznika SPDT. Końcowe wyjście może mieć wartość f1 lub f2, w zależności od położenia SPDT.

27) DWUKROTOWA KONTROLA DANYCH

Ten obwód działa z koncepcją typu komputerowego i może być używany do nauki podstawowych funkcji logicznych, które pojawiają się w komputerze, co prowadzi do błędów.

Sprawdzanie błędów odbywa się poprzez dodanie dodatkowego bitu (cyfry binarnej) w „słowach”, aby ostateczna kwota występująca w „słowie” komputera była stale nieparzysta lub parzysta.

Technika ta jest określana jako „KONTROLA PARYTETU”. Obwód bada nieparzystą lub parzystą parzystość dla 2 bitów. Możemy stwierdzić, że konstrukcja dość przypomina obwód detektora błędu fazy.

28) BINARNY OBWÓD PÓŁ ADDER

Ten obwód wykorzystuje siedem bramek NAND do tworzenia pół obwodu sumatora . A0, B0 stanowią binarne wejścia cyfrowe. S0, C0 reprezentują sumę i linie przenoszenia. Aby dowiedzieć się, jak funkcjonują tego typu obwody, wyobraź sobie, w jaki sposób dzieci uczą się podstaw matematyki. Możesz zapoznać się z poniższą tabelą PRAWDY połowy sumatora.

• 0 i 0 to 0
• I i 0 to suma 1 niosąca 0.
• 0 i 1 to suma 1 przenosząca 0.
• Ja i ja to 10 sum 0 carry 1.

1 0 nie powinno być mylone z „dziesięć”, ale jest wymawiane jako „jedno zero” i symbolizuje 1 x 2 ^ 1 + (0 x 2 ^ 0). Dwa całe półobwody sumatora, oprócz bramki „LUB”, powodują powstanie pełnego obwodu sumatora.

Na poniższym diagramie A1 i B1 to cyfry binarne, C0 to przeniesienie z poprzedniego etapu, S1 to suma, C1 to przeniesienie do następnego etapu.

29) ANI BRAMA PÓŁ ADDER

Ten obwód i następne poniżej są skonfigurowane przy użyciu tylko bramek NOR. Układ scalony 7402 jest wyposażony w cztery 2-wejściowe bramki NOR.

Sumator połówkowy działa przy pomocy pięciu bramek NOR, jak pokazano powyżej.

Linie wyjściowe:

30) ANI BRAMA PEŁNA ADDER

Ten projekt przedstawia pełny obwód sumatora wykorzystujący parę półsumatorów bramki NOR wraz z kilkoma dodatkowymi bramkami NOR. Obwód współpracuje z łącznie 12 bramkami NOR i wymaga we wszystkich 3nach 7402 I.C.s. Wiersze wyjściowe to:

Linie wejściowe A, B i K.

K jest właściwie cyfrą, która przenosi się z poprzedniego wiersza. Zwróć uwagę, że wyjście jest realizowane za pomocą kilku bramek NOR, które są równe pojedynczej bramce OR. Obwód powraca do dwóch półsumatorów oprócz bramki OR. Możemy to porównać z naszymi poprzednio omawianymi obwodami.

31) PROSTY WTRYSKIWACZ SYGNAŁOWY

Podstawowe wtryskiwacz sygnału które można wykorzystać do testowania usterek sprzętu audio lub innych problemów związanych z częstotliwością, można by stworzyć wykorzystując dwie bramki NAND. Urządzenie wykorzystuje szeregowo od 4,5 V do 3 ogniw AAA 1,5 V (patrz diagram 42).

Kolejny obwód wtryskiwacza sygnału można zbudować, jak pokazano poniżej, używając połówki 7413 IC. Jest to bardziej niezawodne, ponieważ wykorzystuje wyzwalacz Schmitta jako multiwibrator

32) PROSTY WZMACNIACZ

Para bramek NAND zaprojektowanych jako falowniki może być połączona szeregowo w celu opracowania prosty wzmacniacz audio . Rezystor 4k7 służy do generowania ujemnego sprzężenia zwrotnego w obwodzie, chociaż nie pomaga to wyeliminować wszystkich zniekształceń.

Wyjście wzmacniacza może być używane z dowolnym głośnikiem o impedancji od 25 do 80 omów. Można wypróbować głośnik 8 Ohm, chociaż może to spowodować, że układ scalony będzie znacznie cieplejszy.

Można również wypróbować niższe wartości dla 4k7, ale może to prowadzić do niższej głośności na wyjściu.

33) ZEGAR NISKIEJ PRĘDKOŚCI

Tutaj wyzwalacz Schmitta jest używany w połączeniu z oscylatorem o niskiej częstotliwości, wartości RC określają częstotliwość obwodu. Częstotliwość zegara wynosi około 1 Hz lub 1 impuls na sekundę.

34) Obwód przełącznika dotykowego bramki NAND

Do utworzenia pliku dotykowy przekaźnik przełącznik sterujący, jak pokazano powyżej. Podstawowa konfiguracja jest taka sama jak opisana wcześniej przerzutka RS, która wyzwala wyjście w odpowiedzi na dwa panele dotykowe na ich wejściach. Dotknięcie panelu dotykowego 1 powoduje, że wyjście przechodzi w stan wysoki, aktywując stopień sterownika przekaźnika, co powoduje załączenie podłączonego obciążenia.

Gdy dolny panel dotykowy jest dotknięty, resetuje wyjście, zmieniając je z powrotem na logiczne zero. Ta czynność wyłącza sterownik przekaźnika i obciążenie.

35) Sterowanie PWM za pomocą pojedynczej bramki NAND

Bramki NAND mogą być również używane do uzyskania wydajnej mocy sterowanej PWM od minimum do maksimum.

Bramka NAND pokazana po lewej stronie robi dwie rzeczy, generuje wymaganą częstotliwość, a także pozwala użytkownikowi na zmianę czasu włączenia i czasu wyłączenia impulsów częstotliwości oddzielnie za pomocą dwóch diod, które kontrolują czas ładowania i rozładowania kondensatora C1.

Diody izolują oba parametry i umożliwiają osobną kontrolę ładowania i rozładowania C1 poprzez regulację garnków.

To z kolei umożliwia dyskretne sterowanie wyjściowym PWM poprzez regulację potencjometru. To ustawienie może być wykorzystane do dokładnego sterowania prędkością silnika prądu stałego przy minimalnej liczbie elementów.

Podwajacz napięcia za pomocą bramek NAND

Bramki NAND można również zastosować do zwiększenia wydajności obwody podwajacza napięcia jak wyżej. Nand N1 jest skonfigurowany jako generator zegara lub generator częstotliwości. Częstotliwość jest wzmacniana i buforowana przez pozostałe 3 bramki Nand połączone równolegle.

Wyjście jest następnie podawane do stopnia podwajacza lub mnożników napięcia kondensatora diodowego, aby ostatecznie osiągnąć dwukrotną zmianę poziomu napięcia na wyjściu. Tutaj 5 V jest podwojone do 10 V, jednak inny poziom napięcia do maksymalnie 15 V i może być również używany do uzyskania wymaganego zwielokrotnienia napięcia.

Falownik 220 V wykorzystujący bramki NAND

Jeśli myślisz, że bramka NAND może być używana tylko do tworzenia obwodów niskiego napięcia, możesz się mylić. Pojedynczy układ scalony 4011 można szybko zastosować, aby uzyskać potężny Falownik 12 V do 220 V. jak wyżej.

Bramka N1 wraz z elementami RC tworzą podstawowy oscylator 50 Hz. Części RC muszą być odpowiednio dobrane, aby uzyskać zamierzoną częstotliwość 50 Hz lub 60 Hz.

N2 do N4 są rozmieszczone jako bufory i inwertery tak, że końcowe wyjście w bazach tranzystorów wytwarza przemienny prąd przełączający dla wymaganego działania przeciwsobnego na transformatorze poprzez kolektory tranzystorowe.

Brzęczyk piezo

Ponieważ bramki NAND można skonfigurować jako wydajne oscylatory, związane z nimi zastosowania są ogromne. Jednym z nich jest brzęczyk piezoelektryczny , który można zbudować za pomocą pojedynczego układu scalonego 4011.

Oscylatory bramki NAND można dostosować do realizacji wielu różnych pomysłów na obwody. Ten post nie jest jeszcze ukończony i zostanie zaktualizowany o więcej projektów opartych na bramkach NAND, jeśli pozwoli na to czas. Jeśli masz coś interesującego związanego z obwodami bramek NAND, daj nam znać, że Twoja opinia będzie bardzo wdzięczna.