Digitale elektronika
Deur
Johan, ZU1LR
Alhoewel ons radio-amateurs meer ingestel
is op RF bou, werking en eksperimentering, is daar ‘n interessante veld in
Elektronika wat soms agterwee gelaat word en dit is Digitale Elektronika.
Die basiese werking hiervan is eintlik baie eenvoudig en dit kan maklik
geïntegreer word met RF of analoog Elektronika.
Kom ons begin by die begin.
Digitale elektronika werk met ‘n een (1) of ‘n nul (0), òf dan ‘n
aan òf af òf dan die positiewe toevoerspanning òf die negatiewe
toevoerspanning. Vir die wat ‘n
prentjie makliker verstaan, lyk dit so:
Die
spanning by punt A kan net +V of –V wees.
Digitale geïntegreerde stroombane is in twee hoofgroepe ingedeel.
TTL en CMOS. Die
belangrikste om te weet is dat TTL werk vanaf ‘n 5 volt toevoerspanning en
CMOS normaalweg vanaf 3 volt tot 15 volt. Aangesien
radio-amateur uitrusting in die meeste gevalle vanaf 13.8 volt af werk, is CMOS
‘n meer aanvaarbare keuse. TTL
word uitgeken deur die 74 wat die onderdeelnommer voorafgaan.
Voorbeelde is 7400, 7402 en 7411. CMOS
kan weer uitgeken word deur die 40 vooraan die onderdeelnommer.
Voorbeelde is 4001, 4011 en 4093.
Die
logika vormende gedeelte binne-in die geïntegreerde stroombaan word ‘n hek
genoem. Die eerste hek waarna ons gaan kyk, word ‘n NAND hek genoem
en sy simbool lyk soos op die prentjie regs:
A en B is die twee insette en O is die uitset. Ter verduideliking noem ons die +V , wat A kan wees, 1 en die
0 volt noem ons nul (0). Hekke het
waarheidstabelle wat aandui wat die uitset moet wees vir ‘n kombinasie van
insette. Die waarheidstabel vir
‘n NAND hek lyk soos hieronder aangedui.
Dit beteken dat as A=0 en B=0 dan is O=1 en onthou 1=+V. Ons sien, uit die waarheidstabel, dat indien enige van die
insette, A of B 0 is is die uitset 1. Slegs
as A en B 1 is, is die uitset 0.
Hier kan u kreatiwiteit nou begin.
Hierdie hek kan gebruik word om verskeie kondisies te monitor.
Indien die twee insette A en B aanmekaar
gekoppel word, maak ons ‘n omkeerder. ‘n
Omkeerder beteken dat die uitset die teenoorgestelde van die inset is.
As ons dus ‘n 1 insit kry ons ‘n 0 uit en omgekeerd.
As ons dus die uitset van die NAND hek deur ‘n omkeerder sit, lyk dit
soos volg:
Die waarheidstabel sal nou so lyk:
Die uitset is nou net die
teenoorgestelde as wat dit gewees het met net die NAND hek.
CMOS se stroom op die uitset pen is nie
baie nie, maar genoeg om ‘n transistor te dryf.
Sien Transistor stroombaan. Konnekteer
O aan O.
Goed,
ons weet nou hoe die teorie werk, maar wat van die prakties?
‘n Goeie geïntegreerde stroombaan om mee te begin is die 4093.
Hierdie pakkie het 4 NAND hekke ingebou.
Die pakkie het 14 penne waarvan pen 14 +V is en pen 7 is –V.
Die ander penne is vir die 4 hekke.
Om te eksperimenteer kan u ‘n LED in series met ‘n 820 ohm weerstand
tussen O (die uitset pen) en –V koppel. As
die LED skyn beteken dit dat die uitset ‘n 1 is en omgekeerd.
As
u nog nooit met hekke gewerk het nie, raai ek u sterk aan om nou die kans te
benut om daarmee te begin eksperimenteer. U
sal nie spyt wees nie. Hierdie
pakkies is volop en beskikbaar by elektroniese winkels.
Die pakkies is ook goedkoop.
Die skets hier langsaan wys hoe die hekke
binne in die pakkie geplaas is. Onthou
dat 14 +V is en dat 7 –V is.
Daar is baie praktiese aanwendings van
hierdie pakkie. Soos ek reeds
dikwels gesê het, is die beperking op die gebruik van die pakkie die
verbeelding en kreatiwiteit. Ek
sluit ‘n stroombaan van ‘n 4093 hek as A-stabiele multivibrator in.
