Проектирование заторможенного мультивибратора

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.

t_U1 — длительность выходных импульсов мультивибратора.

U_ПФ — напряжение переднего фронта импульса._

U_ЗФ — напряжение заднего фронта импульса.

t_U2 — 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.

U_о.выпр. - номинальное выпрямленное напряжение выпрямителя (входное напряжение стабилизатора);

I_{о.max.выпр.}- максимальный ток выпрямителя;max

I_{о.min.выпр.}- минимальный ток выпрямителя;

a_min- относительное отклонение напряжения в сторону понижения;

a_max- относительное отклонение напряжения в сторону повышения;

K_п.выпр- коэффициент пульсации напряжения на выходе выпрямителя;

K_п.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.

U_о.выпр. - номинальное выпрямленное напряжение выпрямителя (входное напряжение стабилизатора);

I_{о.max.выпр.}- максимальный ток выпрямителя;max

I_{о.min.выпр.}- минимальный ток выпрямителя;

a_min- относительное отклонение напряжения в сторону понижения;

a_max- относительное отклонение напряжения в сторону повышения;

K_п.выпр- коэффициент пульсации напряжения на выходе выпрямителя;

K_п.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 (t⁰¹_зд или t¹⁰ _зд). С другой стороны, длительности формируемого импульса t_U. 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 U_вх »E_вых, 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 U_вх2 на выходе ИЛЭ DD1.2 при этом  экспоненциально изменяется от E_max, стремясь к нулю. Формирование рабочего импульса длительностью t_U заканчивается  при U_вх2 (t_U)=U¹_n (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 U_вх2 уменьшается скачком от U¹_n до (U¹_n - E¹_вых). 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 I_вх  ИЛЭ DD1.2, а напряжение U_вх2  стремиться к значению U^. Если пренебречь временем разряда С через диод VD, то

t_B (R || R )*С* ln [ 10 + ].

Длительность импульса равна:

t_U2 = (R + R)*С * ln

Если  период запускающих импульсов Т > t_U + t_B, то мультивибратор успеет восстановиться.

Для получения почти прямоугольной формы выходных импульсов заторможенного мультивибратора при Т >= t_U + t _B  сопротивление времязадающего резистора R выбирается таким образом:

R < R¹_вх *[(I¹_вх * R¹_вх / U⁰_n) - 1]

1.2 Расчёт заторможенного мультивибратора.

 Произведём расчёт заторможенного мультивибратора на ИЛЭ И - НЕ серии К155(стандартной).

Основные параметры серии К155:

Проверяем  условие:

         R < R¹_ВХ*[(I ¹_ВХ * R¹_ВХ / U⁰_П)-1]^-1=666,7(Ом)      (1.1)

Uпф/Uзф=R=752,38(Ом)  

R не  удовлетворяет  условию  (1.1)

Берем U_пф/U_зф=0,76  Ю R=633,33(Ом)

Из шкалы номинальных значений берём R=620(Ом)

Найдём ёмкость конденсатора С:

t_U2 = (R + R)*С * ln 

С = =

    = =

    =1,626*10(Ф)

Выбираем С =1,5*10^-9 (Ф)   

Рассчитаем время восстановления  мультивибратора:

t_B (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 U_ВХ2  инвертора  DD1.2 уменьшается по экспоненциальному закону с постоянной времени t₁ , стремясь к нулевому уровню. Когда напряжение U_ВХ2  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  U_ВЫХ1 вызывает уменьшение входного напряжения U_ВХ2, что приводит к быстрому разряду конденсатора C₁, а затем к его перезаряду вытекающим током DD1.2  через резистор R₁. Входное напряжение  U_ВХ2 при этом  возрастает до значения U_ВХ(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  U_ВХ2(U_ВХ1) 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 < R¹_ВХ *[( I¹_ВХ * R¹_ВХ / 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 > R¹_ВХ * [( I¹_ВХ*R¹_ВХ / 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 + R¹_ВЫХ)*С₁*ln

t(R₂ + R¹_ВЫХ)* С₂* ln

Выходные импульсы рассматриваемого мультивибратора по форме близки  к прямоугольным. Отношение амплитуд переднего и  заднего фронтов выходного напряжения определяется соотношением:

U_ПФ / U_ЗФ = R / (R + R)                         

где R = R₁ для ИЛЭ DD1.1., R = R₂ для ИЛЭ DD1.2.

Скважность генерируемых импульсов:

Q = 1 + t_U2 / t_U1                                                           

Если   t =t ,то  C=C.

3.2. Расчёт автоколебательного мультивибратора.  

Произведем расчёт автоколебательного мультивибратора на ИЛЭ И - НЕ серии К155:  

Проверяем  условия :

         R < R¹_ВХ*[(I ¹_ВХ * R¹_ВХ / U)-1] = 230,47(Ом)

         R > R¹_ВХ*[(I ¹_ВХ * R¹_ВХ / 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

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

t_{и уст min}= t^{0, 1}_{зд р max}+ t^{1, 0}_{зд р max}.

Минимальная длительность цикла работы одиночного триггера

t_min= 3 t^{0, 1}_{зд р}+2 t^{1, 0}_{зд 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 U_вх и U_вых — номинальные напряжения на входе и выходе стабилизатора; DU_вх и DU_вых — 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,

R_вых = DU_вых/DI_н

Чем меньше R_вых 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 = U_выхI_н/ U_вхI_вх

Относительная нестабильность входного напряжения d_u, характеризующая допустимое относительное отклонение стабилизированного напряжения.

Расчет стабилизатора постоянного напряжения:

R_д = U_вых/1,5мА=5/0,0015=3333,3

U_{оп min} = 2В

I_{д min}=1,5 мА

h₂₁₉=140

R₂=1*10^-4

R₁= R_д - R₂= 3332,9996

    .

                           СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

Ха !  Все равно препод сам должен дать J