一、电路及作业原理
电路见下图。74HC00为四一二输入端与非门。
假如将二输入端与非门的一个输入端接高电平,或许将两个输入端短接,则其输出便与余下的一个输入端或两个短接的输入端反相,相当于一个反相器。在下图所示电路中,设IC1A的①脚、IC1B的⑤脚为高电平(K1按下,K2断开),则IC1A可看作②脚输入③脚输出、可看作IC1B④脚输入⑥脚输出的反相器,其传输特性如右图所示。由于R1的负反应效果,假如②脚电压较低,③脚输出高电压,则经过R1把②脚电平拉高;假如②脚电压较高、③脚输出低,则经过R1把②脚电平拉低,成果折衷停在中心点C。输出100%反应到输入,相当于把左下三角形部分依照虚线折到右上角。虚线与传输特性的交点C便是反相器的作业点,约等于1/2VCC。C点坐落传输特性的陡坡中心。本例中,74HC00输入改变1mV,输出改变高达1V。
由于IC1③脚和④脚连按,其⑥脚输出的信号与②脚同相但起伏扩大。图中C1起正反应效果。只需②脚电压有细小的动摇,如进步0.1mV,则③脚电压下降100mV,再经IC1B反相,⑥脚输出电压升高大于1V,此电压改变经过C1送回②脚,使②脚电压继续升高,直至VCC+0.7V。这时,IC1内部的维护二极管导通,使输入电压不能高,反相器作业点停在右图的D点。D点坐落传输特性的水平线上,输入改变简直不影响输出。此刻,IC1的②脚为高电平,③脚为低电平,⑥脚为高电平。电阻R1接在②、③脚之间。③脚是输出端,内阻很低,②脚是输入端,内阻极高。②高③低的电位差使得R1上的电流I的方向如左图所示,放电的开端电压为VCC+0.7V,放电的终究电压为0V。
实践放电到C点(1/2VCC)邻近,就中止了。放电从VCC+0.7V到1/2VCC约需1.1R1C1=1.1&TImes;(2.2&TImes;l0(6))&TImes;(0.1&TImes;10(-6)≈0.25s。
这时,②脚变低,经过IC1A反相扩大→③脚变高→IC1B反相扩大→⑥脚快速变低→C1→②脚。正反应效果继续到②脚电压降至-0.7V。这时IC1内部的维护二极管导通,使输入电压不能低,反相器作业点停在E点。E点在传输特性的水平线上,输入改变简直不影响输出。此刻的状况是②低、③高、⑥低。R1对C1充电。充电开端电压为-0.7V,充电终究电压为VCC。
充电从0.7V到1/2VCC约需1.1R1C1=0.25s,然后就中止充电,进入正反应,转向作业点D。实践上,电路作业在D、E状况的时刻长,经过C的时刻很短,故输出是个方波,一个周期约0.5s。方波比正弦波谐波多,听起来比较动听。许多音乐片的输出信号便是由不同频率的等幅方波组成的。假如起伏能随音拍改变,就更好听了。同理,IC1C的(13)脚=高,IC1D⑨、⑩并接,也能够看作两个反相器,发生周期为0.5ms的方波振动。也便是2kHz。由于蜂鸣器的谐振频率在2kHz左右时电一声转化功率最高,听起来最响。
挑选%&&&&&%1000pF时电阻约为250kΩ,下图中将500kΩ电位器调到中心方位邻近可找音量最大点。R2也可用240kΩ~270kΩ固定电阻试试。
由于蜂鸣器的电阻约40Ω,IC1的输出阻抗约1kΩ,故IC1不能直接驱动蜂鸣器,所以要经过Q1进行电流扩大。IC1C⑧脚输出高电平3V,Q1基极导通时电压为0.7V,R3=1Ω,Q1基极电流为(3-0.7)/1k=2.3mA,Q11扩大倍数为50,集电极电流115mA。而40Ω蜂鸣器只需70mA驱动,两头电压达2.8V。那么115-70=45mA的电流又到哪里去呢了?Q1扩大倍数为50,是指Q1在线性扩大区内Ic/IB,到了饱满区,IG/IBF降,这时Q1的管压降很低。
与非逻辑的操控效果:IC1A的①脚平常经过R4接地,③脚输出恒高,④脚=③脚,⑥脚输出恒低。(13)脚=⑥脚=低,⑧脚为低,蜂鸣器不响。整个电路耗电极小。
K1按下后,(13)脚高电平,IC1D、IC1C发生2Hz的方波,操控IC1D(13)脚,(13)脚为高电平常,IC1D、IC1C发生2kHz方波经过R3、Q1驱动蜂鸣器;当(13)脚为低电平常,IC1D、IC1C停振,⑧脚输出低电平,Q1关断。从而使蜂鸣器宣布每秒2次的断续嘀一嘀声。IC1B⑤脚平常经过R5接高,正常作业,K2按下后,⑤脚为低,IC1A、IC1B停振。(13)脚=⑥脚恒高,蜂鸣器宣布继续的嘀声。
二、通用电路板的装置
在装置时不论元件有多少,在往电路板上插元件前要细心规划一下,应尽量防止连线交织。
如下图所示,IC1的引脚摆放时从缺口开端逆时针方向数,下方7只脚顺次为①脚~⑦脚,R1接近①脚~③脚,C1接近⑥脚,⑦脚为地,⑦脚接近R4、K2、Q1的E极。上方7只脚为(8)~(14)脚,R2接近(13)~(11)脚,C2、R3接近⑧脚,Q1的B极接近R3,BP接近Q1的C极……。这样布局后,以IC1为中心,上下用裸铜线或电阻脚在通用电路板平面上放射状连出,连线基本上能够不交织。查看时,也相同以IC1为中心,一个脚一个脚查。
三、调试元件
悉数装置结束后,不忙加电试,先在电源+与实验板VCC之间串一只电流表,正常状况下,电流极小。如电流大于500μA且不安稳,阐明有输入端悬空、虚焊的状况。能够这样查看:人体触摸改锥金属部分,用改锥头顺次碰1C1各脚,若电流改变显着,阐明该脚接线有问题。假如电流正常,则将电流表置于100mA(200mA)挡,按下K1电流有改变而不响的,查R3、Q1、BP;按下K1电流很小而不响的,查IC1。
1.查BP,用镊子瞬间短路Q1的C、E极,电流有改变,蜂鸣器应有“卡-吧”声。假如没有,阐明BP坏或线未连上。
2.查晶体管,在R3接近IC1端用镊子瞬直接VCC或地,来回接,蜂鸣器有应“卡-吧”声。假如没有,阐明晶体管坏、接反或线未连上(瞬间短路一般不会损坏IC)。
3.查IC1,按下K2,用数字万用表量电压,IC1的(8)~(12)脚都应当不高不低。比方,在3V电池的状况,测量值约1.5V。假如⑧恒低,(9)、(10)、(11)脚恒高,假如(13)脚为高,阐明K2按下起效果,(12)脚为低阐明R2负反应不起效果。用红表笔短路(11)、(12)脚,黑笔接地,电压表显现不高不低,R2或许虚焊。假如(13)脚为低,阐明K2按下不起效果,查⑥脚、⑤脚。⑤脚高,阐明开关K2坏或未接好。⑥脚、⑤脚均低,阐明%&&&&&%坏或焊点短路到地。K1按下时,⑥脚电压读数不安稳,一瞬间大一瞬间小,阐明2Hz振动正常;假如恒高或恒低,也能够红表笔短路②、③脚来查毛病。K1按下的检测办法以此类推。