Здравствуйте сообщество,

Пытаюсь собрать генератор 50Гц на КМОП К561ЛН2. Схема прилагается. По идее - это моностабильный мультивибратор с регулируемыми длиной импульса и промежутка (как я понимаю). Схема - самая простая часть другой (большей) схемы, которую я смог понять и потому решил реализовать. Познания мои пока не так велики (до этого успешно собрал только генератор на 10Кгц на NE555). Поэтому прошу помощи у знающих людей (сам я пока "застрял" намертво).

Проблема:

Собрал плату как на схеме (чертеж платы в Sprint Layout 5.0 прилагается, фотографии того, что собрал тоже). Подаю питание 10 вольт от блока батареек (немного подсевшие батарейки на 1.5В в количестве 8 штук выдают примерно 10-10.5В). Смотрю осциллографом - никаких колебаний не наблюдается. Везде постоянное напряжение. Микросхема К561ЛН2 прилично греется. Схема потребляет примерно 50 миллиампер (т.е. на 10 вольтах - 0.5ватта). Перепроверил - вроде контакт везде есть (в смысле "дорожки" из проволоки везде "припаялись"), элементы вроде тоже рабочие. Питание на микросхему подается (между 7 и 14 выводами - 10.5В). Задействованы два элемента НЕ из ЛН2 (на выводах 1 и 2 и на выводах 3 и 4). Относительно 7 ножки (земли или минуса схемы) - на 1-й и 2-й ножках (на каждой) ~2.2В, на 3-й ~1.9В, на 4-й ~2.2В. Никаких колебаний в схеме нет.
Как рекомендовали для К561ЛН2 - не использованные ножки - заземлил (припаял к ножке 7).

Другие вопросы (кроме "помогите!" и "что делать?"):
1) Снял со схемы питание (вообще отключил батарейки) - на входе ~0.4В (это что, тихо разряжается конденсатор на входе?)
2) Я так понимаю, что у К561ЛН2 нужно подать питание на 14 вывод, землю на 7 вывод а на выводах 1, 2, 3 и 4 напряжение появится само? В смысле, основная часть схемы не подключена "видимым образом" к питанию вообще - только к земле, т.е. она питание получает через микросхему, когда на нее подается питание?
3) Как может быть что и на 1-й и на 2-й ножке 2.2В? Это же элемент НЕ, если на 1-й ножке меньше чем Uвх/2, то на второй должно быть больше чем Uвх/2? То же самое про ножки 3 и 4. Или я что-то не так понимаю в том как работает элемент НЕ?
4) Каково назначение двух конденсаторов, стоящих параллельно на +9В (1000мкФ и 0.1мкФ)? 1000мкФ - сглаживание "неровностей" питания (как в блоках питания после диодного моста), а 0.1мкФ - гашение высокочастотных импульсов? (генератор - часть другой схемы и это возможно часть сопряжения)?
5) Я правильно понимаю, что RC-цепочка на выходе (R13 и C24) - для "сглаживания" прямоугольных импульсов (меандра) и получения сигнала похожего на синусоиду?

Надеюсь на вашу помощь! Буду благодарен любым конструктивным советам.

Что, и выходы неиспользованных элементов - тоже??? Тогда понятно, почему она греется - скорее всего, уже сгорела. На входах ведь нули, на выходах единицы, а Вы их - на землю... Это первое.

Второе: генератор на 2-х инверторах может и вообще не запуститься, особенно при больших значениях времязадающего конденсатора, поскольку его первый инвертор загоняется в линейный режим. Не буду врать по поводу КМОП, но в литературе мне встречалась информация, что инвертор на ТТЛ имеет коэффициент усиления всего 10 (десять!). Да еще и ООС заводится. Вот и делайте выводы.

Тем более, что есть неиспользуемые инверторы - так сделайте 3-инверторный генератор. Он запускается всегда, даже при очень больших разбросах номиналов компонентов времязадающих цепей.

Обкусил все провода с неиспользованных ножек микросхемы. Микросхема стала меньше греться. Но колебаний так и не появилось. Кроме того, после обкусывания проводов к неиспользованным выводам К561ЛН2, немного поднялось напряжение на выводах 1, 2 (~2.5В) 3 (~2.2В) и 4 (~2.5В). Других изменений пока нет...

-Как проверить рабочая еще микросхема или уже нет?
-Что может быть еще причиной, кроме закороченных неиспользованных выводов микросхемы?

falkonist, подскажите пожалуйста схему генератора на 3-х инверторах? Кроме того, я так понял приведенная схема слегка отличается от "классического" генератора на 2 инверторах TTL логики, можете очень вкратце объяснить как эта работает? И соответственно, как ее поменять, чтобы сигнал на выходе остался такой же, но схема стала на 3-х инверторах?

http://www.chipinfo.ru/literature/radio ... 44_45.html
http://www.gelezo.com/ttl_kmop/630000/f ... ulsov.html


При отключенных выводах от схемы, кроме питания, проверить выполнение всеми элементами функции НЕ.
То есть, подавая на входы 0 или 1, проверить на выходах инверсию.

Ай да Светочка! Респект! И тут поспела впереди старпера...

По ее первой ссылке - 4-й рисунок; по 2-й - рис.303.

Добавлю только, что 2-инверторный генератор в Мультисиме симулироваться не хочет! На выходе получается ничем не регулируемая генерация с частотой в несколько МГц. А 3-инверторный - запросто.

Ну и ещё можно обратить внимание на рис.312

Во! Нашел в книге Нечаева И.А. "Конструкции на логических элементах цифровых микросхем" (1992 г.):

Огромное спасибо за ссылки. Я их находил еще до того, как задал вопрос на форуме. Меня смущает, что генератор который я собираю ни на одну из приведенных схем не похож (какие-то дополнительные элементы стоят, не так контур вокруг первого элемента НЕ построен) и потому не получается "применить" прочитанное в источнике к схеме которая у меня есть. Как работает генератор приведенный по ссылке - вроде понятно, но от этого не добавляется понимания того, как работает генератор в моей схеме. По ссылками стоит один резистор параллельно первому НЕ и один конденсатор в обратной связи. А у меня в обратной связи двух НЕ стоят и C и R последовательно и в обратной связи первого параллельно C и R и еще зачем-то R в обратной связи второго НЕ. Такой "наворот" по сравнению с "классической" схемой в голову не помещается... Сижу читаю книжку Искусство схемотехники - П. Хоровиц, У. Хилл раздел про RC-цепи...



У меня самого мысль бродит смоделировать схему (потому как мне важно чтобы на выходе был тот же сигнал, даже если я например переделаю генератор на 3-х элементах НЕ или вообще на NE555, с которой я немного знаком). Подскажите каким "Мультсимом" вы пользовались, где его можно скачать? Может есть другая программа которая может моделировать генератор на 2-х НЕ?

Я пробовал моделировать в Circuit Maker 2000, но мне не понятно, как подать питание на элементы НЕ, если в программе нет возможности указать, что "питание подается отдельно на 14-ю ножку"? Т.е. я схему собрал, подключил землю... красота. Запускаться не хочет - нет источника тока... А куда же его подключать, если он идет "отдельно на 14-ю ножку"?

Неплохой симулятор Протеус, впрочем на любителя
Есть очень подробное описание.

"Искусство схемотехники" - это очень хорошо, просто отлично.
Но по ТТЛ и КМОП логике лучше что-то другое - например Бирюкова. В его книгах есть и примеры генераторов на логических элементах с подробным описанием.

Похоже, что Мультсим - это бывший Electronics Workbanch. Скачал. Поставил. falkonist, буду очень благодарен, если вы выложите файлы в которых вы моделировали генератор на 2-х элементах НЕ и на 3-х. Очень поможет как в освоении самого MultiSim, так и в решении поставленной задачи понять как работает эта схема.

Читаю MultiSim Tutorial из Getting Started (увесистый такой труд "для начинающих" на 58 страниц). Стараюсь разобраться сам, но если есть файл с моделированием генераторов на элементах НЕ - буду очень-очень рад и благодарен!

Нашел книжку "Бирюков С.А. - Цифровые устройства на интегральных микросхемах" - качаю, буду читать. Спасибо за совет! (а то даже не понятно чего-бы посмотреть, где бы почитать...).

Скачал Proteus 7.6. Поставил. Запустил. Такой же "страшный" как и MultiSim. Хорошо, что есть какие-то материалы на русском - все же быстрее на русском читать чем на английском.

А на что стоит больше "упор сделать" тому кто и MultiSim и Proteus первый раз в жизни запустил и пока ни одного ни второго не знает? В основном по какому больше информации в сети и у которого больше возможностей (формально я понял они похожи - и там и там средства моделирования схем сопряженные со средствами разводки плат)?

К сожалению, файл выложить не могу - даже в архиве он больше разрешенных 300 кБ. Поэтому выкладываю схему и результат ее работы (окно 2-лучевого осциллографа). Синий луч - 3-инверторный генератор, красный - 2-инверторный.

Прошу отметить разницу между емкостями времязадающих конденсаторов: 22 пф в первом случае и 1 мкф (!!!) во 2-м, причем во 2-м случае частота генерации при изменении его номинала не меняется (!!!)

Чтобы частотомер работал корректно - прошу обратить внимание на настройки его чувствительности (3-й рисунок)!

Наставился разных программ для моделирования (Proteus, MultiSim, OrCad, P-CAD). Остановился на Micro-CAP 9.0.6 (просто смог догадаться без всяких help-ов как она работает и методом тыканья мышкой смоделировать как схему генератора на двух НЕ, которую MulitiSim не потянул, так и на 3-х НЕ (классическую), так и ту схему, которую собирал непосредственно).

Собственно результаты получились такие, что время одного периода составило 38nS (наносекунд), а частота, соответственно 23.6MHz. Если схема и в "металле" пытается так работать, то:
1) К561ЛН2 рассчитан максимум на частоты 3-4MHz
2) У меня осциллограф с частотой дискретизации 1MHz - понятное дело я им ничего не увижу (я так подозреваю, что он может мне такую частоту как постоянное напряжение и показать, причем примерно с амплитудой равной половине амплитуды колебаний, что собственно и наблюдалось - 2.2V на обоих концах элементов НЕ).

Файл с моделируемой схемой и результатами анализа прилагается. На графике отмечен период колебаний (37.916nS). Попробую переделать схему так, чтобы частота таки была 50Гц. Для себя вывод - вначале все проверять, потом паять. На слово схемам не доверять (во всяком случае пока умишком слаб и "на глазок" ничего анализировать не могу).

PS: Есть подозрение, что Micro-Cap что-то считает не правильно. Номиналы элементов порядка микроФарад и килоОм должны давать частоты порядка единиц-десятков герц (это я тут с одним offline специалистом пообщался), но перепроверить Micro-Cap "в уме" или "на листике" у меня пока мощи не хватает...

PS2: falkonist, большое спасибо за проявленное внимание. Я учусь, и ваши советы и советы Светы и других участников форума очень помогают. Буду пытаться переделывать эту схему на 50 Гц (моделируя вначале).

Думаю, на результаты моделирования особых надежд возлагать не нужно. Если модели транзисторов и пассивных элементов можно сделать достаточно близко к реалу, то логическую микросхему в аналоговом режиме смоделировать намного сложнее. Это относится в первую очередь к Протеусу, он хорош для отладки схем с МК в цифровом режиме. Так что практика всё же рулит - взял микросхему, припаял детали, подвёл питание... нажми на кнопку - получишь результат

Дело в том, что аналоговый режим цифровых микросхем не предусмотрен разработчиками, нигде он не описан в datasheet и, поэтому, в симуляторах этот режим также не предусмотрен. Поэтому симуляция у Вас может не получиться или получиться неправильной.
Если Вы цифровую микросхему соберёте сами в симуляторе из отдельных компонентов, тогда может и получиться.

Сегодня купил новую К561ЛН2 (на случай если старая сгорела, когда я ей закоротил ножки на землю). С новой микросхемой ничего не поменялось. Значит дело не в микросхеме. Отпаял все контакты от ножек микросхемы, проверил работу - все элементы НЕ в обоих имеющихся микросхемах (и в первой и только купленной) работают.

Собрал простейший генератор на 2-х элементах НЕ, как описано в http://www.gelezo.com/ttl_kmop/630000/formirovateli_i_generatori_impulsov.html рисунок 305 (только без резистора R2). Схема того, что собрал - прилагается. Заработал, причем полностью как описано по ссылке. Посмотрел осциллограмму на С и на выходе - соответствуют. Порадовало

Еще раз критическим взглядом пересмотрел схему, которую собирал изначально. Пока есть предположение, что нужно исключить подстроечный резистор R12 (на 100Ком), который видимо приводит к тому, что на входе DD1.4 всегда низкий уровень (даже если на выходе DD1.3 высокий, за счет падения напряжения на резисторе слишком большого номинала). Кроме того решил для начала исключить из схемы R9 и C20. Пока не проверял - проверю - напишу.

PS: Стараюсь писать результаты того, что получается хотя бы для тех кто может быть наткнется и ему пригодится, т.к. сам часто натыкался на форумах, когда задававший вопрос находил для себя ответ, но не описывал его в форуме, а для меня, у которого встала та же проблема, ответ так и остался неизвестен, потому как автор вопроса поленился отписаться в форуме о полученных результатах или найденном решении.

+100! Респект! Так держать хвост и дальше!