Проектирование 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
|
E00000
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 U1n 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
|
Ґ
|
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
|
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
Ю 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 t1 , 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 t2 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] = 230,47(Ом)
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.
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*10Ф.
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,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.
Iдоп=100 мА
IмкА (при 20)
f МГц
C пФ
B=55
Выбор источника
коллекторного питания. Значение источника E выбирают по заданной амплитуде U выходного
напряжения
E=(1,11,2)*U=(1,11,2)*5=5,56
(B),
При этом должно
выполнятся неравенство
EUдоп=20 (В),
Выбираем E =5,7 B.
Коллекторный ток
насыщения.
Величина тока I ограничена с двух сторон
20*IIIдоп,
где I -обратный ток
коллекторного перехода при t;
Iдоп=допустимый ток коллектора в статическом
режиме (в состоянии длительного включения).
Можно рекомендовать
I=0,8*Iдоп=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
|
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
tи 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; DUвх и DUвых —
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 = DUвых/DIн
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:
h = UвыхIн/
UвхIвх
Относительная
нестабильность входного напряжения du, 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 J