解析LED燈中的數(shù)字邏輯電路

LED閃光燈，這是一款用門電路組成的低頻多諧振蕩器，它將輸出的脈沖加以放大，用來(lái)驅(qū)動(dòng)一只發(fā)光二極管，可以組成一個(gè)LED式閃光燈電路。

該電路由一只六反相器4069芯片組成，用其中的兩個(gè)反相器IC1A、IC1B和C1、R1等組成一個(gè)多諧振蕩器。其振蕩頻率為：f=1/(2.2R1C1)，按電路圖中的數(shù)值，其振蕩頻率約為0.45HZ。由多諧振蕩器輸出的振蕩脈沖經(jīng)IC1C緩沖，加至由IC1D、IC1E、IC1F并聯(lián)組成的門電路放大器后，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED1發(fā)光。

由于本閃光器的發(fā)光時(shí)間約占整個(gè)脈沖周期的1/2，所以耗電很小，閃光時(shí)耗電電流僅6mA左右，故此閃光電路可安裝在某些需要注意的電器設(shè)備或儀器上，起警示作用。IC1D、IC1E、IC1F等3個(gè)門并聯(lián)的目的是為了增加門電路的驅(qū)動(dòng)功率，實(shí)際上4069的單個(gè)門也能驅(qū)動(dòng)單只，并聯(lián)后將可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)更多的LED點(diǎn)亮，或者帶動(dòng)更大一些的負(fù)載，本例只是起到一個(gè)講解作用。

由于電路是對(duì)稱形式，其產(chǎn)生的振蕩波形占空比1:1，輸出波形為方波，故稱之為對(duì)稱方波振蕩器。

在電路中，IC1A的輸出端（第3腳）經(jīng)過(guò)定時(shí)電容C2耦合到IC1B的輸入端（第5腳），同樣IC2B的輸出端（第4腳）經(jīng)過(guò)電容C1耦合到IC1A的輸入端（第2腳）。IC1A和IC1B雖然是與非門，但由于4011的第1腳和第6腳均接在高電平上，因此可以等效為非門。這樣兩個(gè)非門通過(guò)電容C1、C2互相耦合形成了正反饋閉環(huán)電路，兩組定時(shí)電路R3、C1和R4、C2產(chǎn)生延時(shí)正反饋信號(hào)，去控制振蕩器非門周期性的開通和關(guān)閉。

在電路中，振蕩頻率主要取決于定時(shí)元件的參數(shù)，當(dāng)R3=R4=R，C1=C2=C時(shí)，則振蕩頻率的估算公式是：f=1/RC;振蕩電路的周期約為：T=1/f=RC.

定時(shí)電容C1、C2的取值范圍較大，電容值越大，振蕩頻率越低 。本電路使用4069非門芯片也能達(dá)到同樣效果。方波非門振蕩器的振蕩頻率主要取決于兩組定時(shí)電路中RC時(shí)間常數(shù)較小的那一組，因?yàn)楫?dāng)它最先完成充放電過(guò)程時(shí)，由它所控制的非門輸出的電平發(fā)生變化，并由它引發(fā)定時(shí)電路相關(guān)的非門輸入端電壓的躍變，控制另一個(gè)非門提前進(jìn)入下一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，因此方波非門振蕩器的頻率幾乎不受RC時(shí)間常數(shù)較大一組的影響。

本電路中的4011僅使用兩組與非門，另外兩組未用到的與非門的輸入端不要懸空，應(yīng)接高電平或低電平。