Проэктирование заторможенного мультивибратора

ЗАДАНИЕ
ВАРИАНТ № 6 (16)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УСТРОЙСТВА №1
Спроектировать на базе интегральных логических
элементов (далее ИЛЭ) серии К155 заторможенный
мультивибратор, автоколебательный мультивибратор,
электронный ключ на базе высокочастотного транзистора,
выбрать управляющий триггер серии К155 и двоичный
счетчик на триггерах, комбинационные схемы на базе
ИЛЭ серии К155.
Автоколебательный
мультивибратор
Заторможенный
мультивибратор
Счётчик
TU2,
мкс.
UПФ/UЗФ
Т
tU2
мкс.
UПФ/UЗФ
K
кол - во
импульсов
6
0.79
12
1
0.79
60
Электронный ключ на транзисторе
t ,
не
менее
мкс.
U ,
В
E 00000
В
t,
град.
max
t ,
мкс.
C
ключа
пФ
384
5
1,5
60
3
10
tU1 — длительность выходных импульсов мультивибратора.
UПФ — напряжение переднего фронта импульса._
UЗФ — напряжение заднего фронта импульса.
tU2 — длительность выходного импульса заторможенного
мультивибратора.
К — коэффициент пересчёта счётчика.
t ---длительность импульса на выходе ключа.
U — амплитуда выходного импульса.
E — напряжение базового смещения.
t град max---максимальная температура окружающей
среды.
t ---фронт выходного импульса.
C ---ёмкость нагрузки ключа.
Uо.выпр. - номинальное выпрямленное напряжение
выпрямителя (входное напряжение стабилизатора);
Iо.max.выпр.- максимальный ток выпрямителя;max
Iо.min.выпр.- минимальный ток выпрямителя;
amin- относительное отклонение напряжения в сторону
понижения;
amax- относительное отклонение напряжения в сторону
повышения;
Kп.выпр- коэффициент пульсации напряжения на выходе
выпрямителя;
Kп.ф. - коэффициент пульсации напряжения на выходе
сглаживающего фильтра должен быть в 10 раз меньше.
В структурную схему входят следующие функциональные
блоки:
1- заторможенный мультивибратор ЗМ;
2- RS-триггер;
3- электронный ключ на биполярном транзисторе;
4- схема сопряжения ключа со схемой включения
стабилизатора постоянного напряжения;
5- понижающий трансформатор;
6- выпрямитель;
7- сглаживающий фильтр;
8- стабилизатор компенсационного типа для питания
автоколебательного мультивибратора;
9- автоколебательный мультивибратор на интегральных
логических элементах (ИЛЭ);
10- двоичный суммирующий счетчик;
11- комбинационная схема КС1, определяющая какое
количество импульсов должен подсчитать двоичный
счетчик;
12- комбинационная схема КС2, управляющая передачей
содержимого счетчика на выходную шину данных BD;
13- стабилизатор компенсационного типа для питания
остальных цифровых схем устройства.
Принцип действия .
Автоматическое устройство 3 после включения должно
сформировать питающие схемы напряжение и под
управлением запускающего импульса сгенерировать
последовательность прямоугольных импульсов в заданными
параметрами. Количество импульсов задается параметром К
счетчика. Результат работы устройства может быть выведен
на схему индикации или на какое-либо исполнительное
устройство через шину данных BD.
Устройство работает следующим образом. При включении
автоматического устройства напряжение сети ~220 B подается
на силовой понижающий трансформатор 5, выпрямляется
выпрямителем 6, сглаживается фильтром 7 и подает на вход
стабилизатора мультивибратора 8 и стабилизатора
напряжения для питания всех цифровых микросхем
устройства (блок 13). Напряжение питания подается на все
блоки схемы, кроме мультивибратора. Запускающий импульс
переводит RS-триггер управления 2 в нулевое состояние и
гасит суммирующий двоичный счетчик 10 сигналом R и
запускает заторможенный мультивибратор 1. Выходной сигнал
RS-триггера открывает электронный ключ 3 на выходе
которого появляется выходное напряжение равное нулю. Это
напряжение с помощью устройства сопряжения 4 формирует
сигнал включения стабилизатора мультивибратора 8.
Автоколебательный мультивибратор 9 начинает генерировать
последовательность прямоугольных импульсов с заданными
параметрами, которые подсчитываются суммирующим
двоичным счетчиком 10. Двоичный код счетчика
анализируется комбинационной схемой КС1 (блок 11), и как
только этот код станет равным заданному числу К,
вырабатывается единичный управляющий сигнал, который
переключает RS-триггер в нулевое состояние. При этом ключ
закрывается, устройство сопряжения 4 формирует
напряжение +2В, которое отключает стабилизатор напряжения
8 и мультивибратор, счетчик фиксируется в последнем
состоянии, а результат счета через комбинационную схему
КС2 (блок 12) выводятся на шину данных BD. В таком
состоянии автоматическое устройство будет находиться до
прихода следующего запускающего импульса.
Uо.выпр. - номинальное выпрямленное напряжение
выпрямителя (входное напряжение стабилизатора);
Iо.max.выпр.- максимальный ток выпрямителя;max
Iо.min.выпр.- минимальный ток выпрямителя;
amin- относительное отклонение напряжения в сторону
понижения;
amax- относительное отклонение напряжения в сторону
повышения;
Kп.выпр- коэффициент пульсации напряжения на выходе
выпрямителя;
Kп.ф. - коэффициент пульсации напряжения на выходе
сглаживающего фильтра должен быть в 10 раз меньше.
1.Заторможенный мультивибратор с
резистивно-емкостной обратной связью на
элементах. И - НЕ
1.1 Общие сведения. Принцип действия. Методика
расчёта.
Мультивибратор — это простой релаксационный
генератор прямоугольных импульсов, к которым не предъявляют
жёстких требований по параметрам. Используется
положительная обратная связь. Есть два вида возбуждения :
жёсткое и мягкое. При жёстком — оба плеча в одинаковом
состоянии (нет генерации).
Заторможенный мультивибратор (далее, как ЗМ)
предназначен для формирования прямоугольного импульса с
заданной амплитудой и длительностью в ответ на один
запускающий импульс.
ЗМ можно получать из соответствующих
автоколебательных мультивибраторов (далее, как АМ)
путем замены одной из ветвей резистивно-емкостной обратной
связи цепью запуска.
Длительность импульса запуска, с одной стороны, должна
быть достаточной для переключения ИЛЭ, т.е. больше
суммарной задержки их переключения (t01зд или t10 зд). С другой
стороны, длительности формируемого импульса tU. В противном
случае мультивибратор во время действия запускающего
импульса будет в неопределённом состоянии.
ЗМ с резистивно-емкостной обратной связью на ИЛЭ И-НЕ
ТТЛ получается из АМ (рис.1.1) путём исключения, например,
конденсатора С2, резистора R2 и диода VD2. При этом
резистивно-емкостная обратная связь заменяется
непосредственной связью выхода ИЛЭ DD1.2 с одним из входов
ИЛЭ DD1.2. Запускающие импульсы отрицательной полярности
с амплитудой Uвх *Eвых, подаётся на свободный от триггерного
включения вход ИЛЭ DD1.1. В исходном состоянии ИЛЭ DD1.1 и
DD1.2 находятся в нулевом и едином состояниях
соответственно. Под действием запускающего импульса (t=t )
логических элементов изменяют свои состояния на
противоположные, времязадающий конденсатор начинает
заряжаться через выход ИЛЭ DD1.1 и резистор R.
Напряжение Uвх2 на выходе ИЛЭ DD1.2 при этом
экспоненциально изменяется от Emax, стремясь к нулю.
Формирование рабочего импульса длительностью tU
заканчивается при Uвх2 (tU)=U1n (t=t ), так как дальнейшее
уменьшение входного напряжения приводит к увеличению
выходного напряжения ИЛЭ DD1.2. При t > t2 в
мультивибраторе развивается регенеративный процесс, по
окончании которого ИЛЭ возвращается в исходное состояние, а
напряжение Uвх2 уменьшается скачком от U1 n до (U1n - E1вых).
Далее мультивибратор в два этапа возвращается в исходное
состояние. Сначала конденсатор С разряжается через
смещенный в прямом направлении диод VD, а затем, после
запирания диода, конденсатор перезаряжается входным
вытекающим током Iвх ИЛЭ DD1.2, а напряжение Uвх2 стремиться
к значению U . Если пренебречь временем разряда С через
диод VD, то
tB (R || R )* С* ln [ 10 + ].
Длительность импульса равна:
tU2 = (R + R )*С * ln
Если период запускающих импульсов Т > tU + tB, то
мультивибратор успеет восстановиться.
Для получения почти прямоугольной формы выходных
импульсов заторможенного мультивибратора при Т >= tU + t B
сопротивление времязадающего резистора R выбирается таким
образом:
R < R1вх *[(I1вх * R1вх / U0n) - 1]
1.2 Расчёт заторможенного мультивибратора.
Произведём расчёт заторможенного мультивибратора на
ИЛЭ И - НЕ серии К155(стандартной).
Основные параметры серии К155:
Параметры
Параметры
I1ВХ, mА
- 0,8
R1ВХ, кОм
10
I0ВХ, mА
0
R0ВХ, кОм
*
E ,В
4,2
R , Ом
200
E ,В
0
R , Ом
0
U , В не менее
U ,В не более
2,4
0,4
K, не менее
UВХ MAX, В
8
5,5
U ,В
1,5
UВХ MIN, В
- 0,4
U ,В
0,5
I MAX, mА
10
U ,В
1
f MAX, МГц
10
PПОТ, мВт, не более
Проверяем условие:
R < R1ВХ*[(I 1ВХ * R1ВХ / U0П)-1]-1=666,7(Ом) (1.1)
Uпф/Uзф= R=752,38(Ом)
R не удовлетворяет условию (1.1)
Берем Uпф/Uзф=0,76 * R=633,33(Ом)
Из шкалы номинальных значений берём R=620(Ом)
Найдём ёмкость конденсатора С:
tU2 = (R + R )*С * ln
С = =
= =
=1,626*10 (Ф)
Выбираем С =1,5*10-9 (Ф)
Рассчитаем время восстановления мультивибратора:
tB (R || R )* С* ln [ 10 + ] =
=(1,613*10 +5*10 )*1,5*10 *ln[10+ ] =
=1,383*10 (c)
Общая характеристика:
Резистор: R = 620 Ом, тип МЛТ,
номинальная мощность Р =.........Вт,
предельное напряжение -.........В
Конденсатор: С = 1,5 пФ, тип.......,
предельное напряжение -.........В.
2. Автоколебательный мультивибратор на базе
ИЛЭ И -НЕ.
2.1 . Общие сведения. Принцип действия.
Методика
расчёта.
Автоколебательный мультивибратор (далее АМ)
генерирует последовательность прямоугольных импульсов с
заданной длительностью, амплитудой и частотой повторения.
Рассмотрим методику проектирования АМ с
перекрёстными резисторно - ёмкостными обратными связями на
элементах И – НЕ. В состав мультивибратора входят: два
инвертора на двухвходовых ИЛЭ И - НЕ DD1.1 и DD1.2,
резисторы R1 и R2, конденсаторы C1 и C (рис.2.1).
При использовании m - входовых ИЛЭ И - НЕ ТТЛ (m -1)
незадействованных входов подключается к источнику питающего
напряжения через резистор 1 кОм или объединяются все m
входов (при m 3), т.к. объединение входов при m > 3 приводит
к снижению входных сопротивлений элементов (в m раз). При
заземлении хотя бы одного из входов ИЛЭ будет постоянно
находиться в единичном состоянии.
При работе мультивибратора в автоколебательном режиме
инверторы DD1.1 и DD1.2 поочерёдно находятся в единичном и
нулевом состояниях. Время пребывания инверторов в нулевом
или единичном состоянии определяется временем заряда
одного из конденсаторов С1 или С2. Если ИЛЭ DD1.1 находится в
единичном состоянии, а DD1.2 в нулевом (t =0), то конденсатор
С1 заряжен током, протекающим через выход ИЛЭ DD1.1 и
резистор R1. Этот ток, как и входной ток ИЛЭ
DD1.2,пренебрежимо мал и не оказывает существенного
влияния на процесс заряда конденсатора. По мере заряда
конденсатора C1, входное напряжение UВХ2 инвертора DD1.2
уменьшается по экспоненциальному закону с постоянной
времени *1 , стремясь к нулевому уровню. Когда напряжение
UВХ2 достигнет порогового напряжения U , ниже которого
дальнейшее уменьшение входного напряжения приводит к
уменьшению выходного напряжения инвертора ТТЛ, в
мультивибраторе развивается регенеративный процесс, при
котором состояния элементов DD1.1 и DD1.2 изменяются на
противоположные (t = t1). Скачкообразное уменьшение
выходного напряжения UВЫХ1 вызывает уменьшение входного
напряжения UВХ2, что приводит к быстрому разряду
конденсатора C1, а затем к его перезаряду вытекающим током
DD1.2 через резистор R1. Входное напряжение UВХ2 при этом
возрастает до значения UВХ(t ), определяемого моментом
окончания процесса заряда конденсатора C2 с постоянной
времени *2 в противоположной ветви мультивибратора (t= =t2).
Таким образом, процессы периодически повторяются, и на
выходах ИЛЭ DD1.1 и DD1.2 формируется два изменяющихся в
противофазе импульсных напряжения с длительностями t U1 и t
U2.
Так как на протяжении всего времени заряда конденсатора
С2 (С1) и перезаряда конденсатора С1(С2) ИЛЭ DD1.2 (DD1.1)
должен находится в единичном состоянии, его входное
напряжение UВХ2(UВХ1) не должно превышать порогового уровня
U , следовательно, сопротивление времязадающего резистора
R1 (R2) должно быть достаточно малым. При этом необходимо
вычислить минимальное и максимальное значение резисторов
R1 и R2.
Максимально допустимое значение резистора вычисляется
по следующему неравенству:
R < R1ВХ *[( I1ВХ * R1ВХ / U ) - 1] - 1 (2.1)
Если при выборе сопротивления навесных резисторов R1 и
R2 ограничиваться выражением (2.1), то при определённых
условиях в мультивибраторе может наступить жёсткий режим
возбуждения, когда после включения источника питающего
напряжения оба инвертора оказываются в единичном состоянии.
Для устранения такого режима необходимо выполнить условие:
R > R1ВХ * [( I1ВХ*R1ВХ / U - 1] - 1 (2.2)
При выполнении (2.2) рабочие точки обоих ИЛЭ
оказываются на динамических участках передаточных
характеристик и, следовательно, даже небольшое различие в
коэффициентах усиления К приводит к одному из двух
квазиустойчивых состояний, когда на выходе одного ИЛЭ
устанавливается высокий уровень выходного напряжения, а на
выходе другого — низкий. Самовозбуждение мультивибратора в
этом случае будет мягким.
Длительности импульсов на выходе мультивибратора
можно определить по следующим выражениям:
t (R1 + R1ВЫХ)*С1*ln
t (R2 + R1ВЫХ)* С2* ln
Выходные импульсы рассматриваемого мультивибратора
по форме близки к прямоугольным. Отношение амплитуд
переднего и заднего фронтов выходного напряжения
определяется соотношением:
UПФ / UЗФ = R / (R + R )
где R = R1 для ИЛЭ DD1.1., R = R2 для ИЛЭ DD1.2.
Скважность генерируемых импульсов:
Q = 1 + tU2 / tU1
Если t =t ,то C =C .
3.2. Расчёт автоколебательного мультивибратора.
Произведем расчёт автоколебательного мультивибратора
на ИЛЭ И - НЕ серии К155:
Проверяем условия :
R R1ВХ*[(I 1ВХ * R1ВХ / U )-1]-1 = 666,67(Ом)
Uпф/Uзф= 0,79= R / (R + 200)
R - 0,79*R = 0,79*200
R = 752,38 (Ом)
Условия выполняются.
Выбираем из шкалы номинальных значений R = 750 Oм.
Рассчитаем ёмкость конденсаторов.
Т.к. t =T - t =12-6=6=t ,то мультивибратор
симметричный, и C =C
C = =
= =6,76*10 (Ф)
Выбираем из шкалы номинальных значений
C = C = 6,8*10 Ф.
3. Электронный ключ на транзисторе.
3.1. Общие сведения. Принцип действия.
Электронный ключ –основной функциональный узел
дискретной схемотехники для переключения токов или
потенциалов на нагрузке. []
В импульсных устройствах очень часто требуется
коммутировать (включать и выключать) электрические
цепи. Эта операция выполняется бесконтактным способом
с помощью транзисторных ключей.
Ключевые схемы используются для построения
генераторов и формирователей импульсов , а также
различных логических схем цифровой вычислительной
техники. Ключ выполняет элементарную операцию
инверсии логической переменной и называется
инвертором.
В статическом режиме ключ находится в состоянии
«включено» (ключ замкнут), либо в состоянии
«выключено» (ключ разомкнут). Переключение ключа из
одного состояния в другое происходит под воздействием
входных управляющих сигналов : импульсов или уровней
напряжения. Простейшие ключевые схемы имеют один
управляющий вход и один выход.
Основу ключа составляет транзистор в дискретном
или интегральном исполнении.
В зависимости от состояния ключ шунтирует внешнюю
нагрузку большим или малым выходным сопротивлением.
В этом и заключается коммутация цепи, производимая
транзисторным ключом.
Основными параметрами ключа являются :
--быстродействие, определяемое максимально
возможным числом переключений в секунду ; для
интегральных ключевых схем оно составляет
миллионы коммутаций ;
--длительность фронтов выходных сигналов ;
--внутренние сопротивления в открытом и закрытом
состоянии ;
--потребляемая мощность ;
--помехоустойчивость, равная уровню помехи на
входе, вызывающей ложное переключение ;
--стабильность пороговых уровней, при которых
происходит переключение ;
--надежность работы в реальных условиях старения
радиодеталей, изменения источников питания и т.д.
В ключевых схемах в общем случае используются все
основные схемы включения транзисторов: с общей базой
(ОБ), с общим коллектором (ОК), ключ-«звезда», с общим
эмиттером (ОЭ). Наибольшее применение получили
транзисторные ключи по схеме с ОЭ.
Статические характеристики.
Поведение ключа в статическом режиме определяется
выходными I и входными I характеристиками
транзистора по схеме с ОЭ.
На выходных характеристиках выделяются три
области, которые определяют режим отсечки коллекторного
тока, активный режим и режим насыщения ключевой
схемы.
Область отсечки определяется точками пересечения
линии нагрузки R с самой нижней кривой семейства
выходных характеристик с параметром I = - I . Этой
области соответствует режим отсечки, при котором:
--транзистор закрыт, т.к. оба его перехода смещены в
обратном направлении
U >0, U <0
--напряжение U = - E +I *R - E
--ток коллектора минимален и определяется обратным
(тепловым) током коллекторного перехода I =I
--ток базы I = - I ,а ток эмиттера I =0
--сопротивление транзистора постоянному току
наибольшее
R = 100 кОм.
Активная область расположена между нижней кривой
коллекторного тока и линией насыщения. Этой области
соответствует активный нормальный режим, при котором
эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а
коллекторный -- в обратном:
U 0
Ток коллектора I =B*I +(B+1)I =B*I +I ; I =(B+1)I .
Где B – коэффициент усиления базового тока в схеме
с ОЭ.
Область насыщения определяется точками
пересечения линии нагрузки с линией насыщения. Этой
области соответствует режим насыщения. При котором:
--транзистор открыт, т.к. оба его перехода смещены в
прямом направлении
U <0,U <0
--напряжение U и U насыщенного транзистора
составляет доли вольта
--максимальный ток транзистора (ток насыщения) I ,
практически не зависит от параметров транзистора
I = (3.1)
--сопротивление транзистора постоянному току
минимально (десятки ом)
r =
Коллекторный ток насыщения достигается при
граничном токе базы I = = . (3.2)
Глубина или степень насыщения транзистора
определяется коэффициентом насыщения S
S= .
3.2. Расчёт транзисторного ключа.
Расчёт ключей производится с целью обеспечения
статического и динамического режимов, при которых в
заданном диапазоне происходит надёжное включение и
выключение транзистора с требуемым быстродействием.
Выбор типа транзистора. Тип транзистора
выбирается исходя из заданного быстродействия,
необходимой амплитуды выходного напряжения,
температурного диапазона работы.
Выбираем тип транзистора КТ315А.
I доп=100 мА
I мкА (при 20 )
f МГц
C пФ
B=55
Выбор источника коллекторного питания.
Значение источника E выбирают по заданной амплитуде
U выходного напряжения
E =(1,1 1,2)*U =(1,1 1,2)*5=5,5 6 (B),
При этом должно выполнятся неравенство
E U доп=20 (В),
Выбираем E =5,7 B.
Коллекторный ток насыщения. Величина тока I
ограничена с двух сторон
20*I I I доп,
где I -обратный ток коллекторного перехода при
t ;
I доп=допустимый ток коллектора в статическом
режиме (в состоянии длительного включения).
Можно рекомендовать
I =0,8*I доп=0,8*100*10 =80*10 (А) (3.3)
Определение коллекторного сопротивления.
Величина коллекторного сопротивления находится из
(3.1),(3.3):
R = = =71,25 (Ом)
Выбираем R =75 Ом.
Обратный ток коллекторного перехода
определяется при максимальной температуре t по
формуле
I =I (20 ) *2 ,
Где I (20 )-обратный ток коллекторного перехода при
20 .
Сопротивление резистора R выбирается из
условия получения режима отсечки закрытого транзистора
при максимальной температуре.
R = =9735 (Ом)
Выбираем R =9,1 (кОм)
Ток базы I . Базовый ток ,при котором транзистор
заходит в режим насыщения, вычисляется по формуле
(3.2) с учётом, что коэффициент усиления B=B
I = (мА)
Сопротивление резистора R .Для заданной
амплитуды входного управляющего сигнала U =E
величина сопротивления R рассчитывается по формуле
R =
Значение коэффициента насыщения S при заданной
длительности t находим из формулы
S= ,где величина t определяется из
формулы
t =t ,
t -cреднее время жизни неосновных носителей (дырок)
в базе
t = (с)
t =8,9*10 +55*75*(7+10)*10 (с)
S=
R = (кОм)
Выбираем R
Величина ускоряющей ёмкости C. В транзисторном
ключе с ускоряющей ёмкостью C величина ёмкости
находится из равенства
C= (пФ)
4. Триггер
Триггер-это запоминающий элемент с двумя
устойчивыми состояниями, изменяющихся под воздействием
входных сигналов. Как элемент ЭВМ, триггер предназначен
для хранения бита информации, т.е. «0» или «1».
Выбираем D-триггер К155ТМ2.
Триггером типа D наз. синхронный запоминающий
элемент с двумя устойчивыми состояниями и одним
информационным
D-входом.
Рассмотрим работу D-триггера на основе RS-
триггера.Закон его функционирования приведен в таблице
переходов
_
S
_
R
Q
_
Q
Н
В
В
Н
В
Н
Н
В
Н
Н
В
В
Триггер устанавливается в состояние лог. "1" при
одновременной подаче напряжения низкого уровня на входы эл-
тов D2.1, D2.3 независимо от уровня напряжения на счетном
входе С. При напряжении низкого уровня на счетном входе
установка триггера в состояние лог. «0» может быть
произведена при подаче напряжения низкого уровня на вход
элемента D2.1, при напряжении высокого уровня на счетном
входе — при подаче напряжения низкого уровня на вход эл-та
D2.3. Поэтому при построении суммирующего счетчика,
импульсы первого подают на шестые элементы, а при
построении вычитающего счетчика — на 4-ые элементы.
Установка триггера в состояние лог.»1» при напряжении
низкого уровня на счетном входе осуществляется подачей
напряжения низкого уровня на вход элемента D1.1, при
напряжении высокого уровня на счетном входе и входах
"установка 0" (R1, R2) — подачей напряжения низкого уровня на
вход элемента D2.2
При одновременной подаче напряжения низкого уровня на
входы элементов D1.1 и D2.2 установка в состояние «1»
осуществляется независимо от уровня напряжения на счетном
входе. Поэтому при записи в счетчик произвольного кода и при
установке реверсивных счетчиков в состояние «0» следует
подавать импульсы установки на оба входа установки 1 (S1, S2)
одновременно или раздельно в зависимости от рода работы.
При напряжении высокого уровня на счетном входе триггер
находится в одном из двух устойчивых состояний, а при
напряжении низкого уровня — в промежуточном состоянии
(основной триггер, элементы D1.1 и D2.1 в предыдущем
состоянии, на входах элементов D1.2 и D2.2 напряжение
высокого уровня).
Минимальная длительность импульсов установки триггера
*и уст min= t0, 1зд р max+ t1, 0зд р max.
Минимальная длительность цикла работы одиночного
триггера
tmin= 3 t0, 1зд р+2 t1, 0зд р.
Установка в «0» схем выполненных на триггерах JK и D
серий ИС ТТЛ, осуществляется отрицательным импульсом,
подаваемым на вход R. Запись кода ведется в 2 такта: сначала
установка в «0», затем запись «1» в соответствующий разряд.
При выполнении схем на ИС типа ТВ1 и использовании
предварительной установки 1 и 0 на вход синхронизации
необходимо подавать напряжение низкого уровня.
5. Счетчик
Счётчиком наз. типовой функциональный узел ЭВМ,
предназначенный для счета входных импульсов. Счётчик
относится к классу накапливающих схем и представляет
собой цепочку T-триггеров, образующих память автомата с
заданным числом устойчивых состояний. Разрядность
счётчика равна числу счётных триггеров.Каждый входной
импульс изменяет состояние счётчика,которое сохраняется
до поступления следующего считываемого сигнала.
Логические значения выходов счётчика Q отображают
результат счёта в прмнятой системе счисления.
Счётчики разделяют на простые ( суммирующие и
вычитающие ) и реверсивные.
В нашем устройстве используем двоично - десятичный
четырёхразрядный синхронный реверсивный счётчик
К155ИЕ7.
Этот счётчик имеет три основных режима :
1) параллельная асинхронная загрузка двоично -
десятичного кода по входу DI ;
2) режим суммирования ;
3) режим вычитания .
В двух последних режимах счетные импульсы подают
на различные входы : при вычитании на вход CD .
Выходы переноса в указанных режимах также разные :
PU - при суммировании , PD - при вычитании .
Функциональные возможности счётчика демонстрируют
временные диаграммы ( рис. ) ,где показан пример
предварительной записи двоично - десятичного кода числа 7.
Соответственно на временной диаграмме импульс
переполнения PU появляется между состояниями счётчика
отвечающими числами « 15 » и « 0 ». Аналогично импульс PD
формируется в паузе между « 0 » и « 15 ».
Схема каскадного объединения счётчика показано на
рис . .
Схема и УГО счётчика К155ИЕ7 приведена на рис .
.
Стабилизированный источник питания
Основными частями стабилизированного источника
питания являются : силового трансформатора, схемы
выпрямления, сглаживающего фильтра. Силовой
трансформатор служит для повышения или понижения
напряжения сети до необходимой величины. Схема
выпрямления состоит из одного или нескольких вентилей,
обладающих односторонней проводимостью тока и
выполняющих основную функцию выпрямителя –
преобразование переменного тока в постоянный.
Сглаживающий фильтр предназначен для уменьшения
пульсаций выпрямленного тока. Стабилизатор постоянного
напряжения предназначен для поддержания автоматически с
требуемой точностью постоянное напряжение при нагрузке при
изменении дестабилизирующих факторов в обусловленных
пределах.
Выбираем двухполупериодную схему выпрямителя со
средней точкой.
Задаемся вспомогательными коэффициентами B =и D=.
Амплитуда обратного напряжения на вентиле
U = =
4. Стабилизатора постоянного напряжения.
В выпрямителях величина постоянной составляющей
может изменяться при колебаниях напряжения сети и при
изменениях тока нагрузки. Для получения необходимой
величины постоянного напряжения на сопротивлении нагрузки
применяют стабилизаторы напряжения.
Стабилизатором постоянного напряжения называют
устройство, поддерживающее автоматически и с требуемой
точностью постоянное напряжение на нагрузке при изменении
дестабилизирующих факторов в заданных пределах.
Основными параметрами стабилизатора являются:
Коэффициент стабилизации, представляющий собой
отношение относительного изменения напряжения на входе к
относительному изменению напряжения на выходе
стабилизатора (при изменении тока нагрузки).
Где Uвх и Uвых — номинальные напряжения на входе и
выходе стабилизатора; *Uвх и *Uвых — абсолютные изменения
напряжений на входе и выходе стабилизатора.
Коэффициент стабилизации служит основным критерием
для выбора схемы стабилизатора и оценки её параметров.
Выходное сопротивление, характеризующее изменение
выходного напряжения при изменении тока нагрузки и
неизменном входном напряжении,
Rвых = *Uвых/*Iн
Чем меньше Rвых тем лучше при этом уменьшается общее
внутреннее сопротивление блока питания, что приводит к
уменьшению падения напряжения на нём и способствует
повышению устойчивости работы многокаскадных схем,
питающихся от общего источника.
Коэффициент полезного действия, равный отношению
мощности к нагрузке и номинальной входной мощности:
* = UвыхIн/ UвхIвх
Относительная нестабильность входного напряжения *u,
характеризующая допустимое относительное отклонение
стабилизированного напряжения.
Расчет стабилизатора постоянного напряжения:
Rд = Uвых/1,5мА=5/0,0015=3333,3
Uоп min = 2В
Iд min=1,5 мА
h219=140
R2=1*10-4
R1= Rд - R2= 3332,9996
.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ха ! Все равно препод сам должен дать ?
7
1