Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Расчет схемы автоматической установки нуля (САУН)





Введение

Многоканальный генератор импульсных сигналов (МГИС) может использоваться при регулировке и настройке различных радиоэлектронных устройств. Он часто имеет применение в телемеханике, современных электронных и радиотехнических приборах и системах.

В курсовом проекте согласно техническому заданию требуется разработать схему МГИС в двух вариантах.

В первом варианте необходимо создать 4 выходных канала: аналоговый и 3 цифровых (ТТЛ, КМОПТЛ, ЭСЛ). Реализовать их нужно на логических ИМС серии 155, при этом максимальное число корпусов без учета операционного усилителя (ОУ) и ПУ ЭСЛ - 6 штук.

Во втором варианте выходной канал один: ТТЛ - канал. Схема управления без буферных элементов на любых ИМС, максимальное число корпусов - 4. ИМС 155РЕ3 не применять.

В обоих вариантах задаются 2 режима работы: ручной и автоматический. В любом режиме первый запуск - от кнопки. Переключение режимов производится с помощью тумблера.

1. Исходные данные

Нормированные амплитуды и длительности импульсов аналогового канала:

№ сигнала
Амплитуда (норма 0,4В) -13
Длительность (норма 10мкс)

 

Рис.1. Временная диаграмма выхода аналогового канала

 

Рис.2. Временная диаграмма выхода ТТЛ канала

 

 

2. Часть I . Малая степень интеграции

2.1. Разработка функциональной схемы 1-го варианта

При включении питания RS триггер (элементы DD1.1 и DD1.2) находится в нулевом состоянии, т.к. схема автоматической установки нуля подаёт на вход R триггера уровень логического нуля. На входе генератора логический “0”, что запрещает его работу.

При нажатии на кнопку “пуск”, формируется короткий нулевой импульс и на инверсном выходе DD1.1 формируется уровень логической единицы, которая запускает генератор, импульс которого поступает на вход первого ФКИ.

Необходимые импульсы (с выходов 1,2,3,4,5 ) поступают на устройство формирования сигналов (УФС), где преобразуются в аналоговый сигнал, ТТЛ, ЭСЛ и КМОП логику.

Преобразование в аналоговый сигнал производится сумматором-вычитателем на операционном усилителе DA1.

МГИС имеет возможность работать в двух режимах: автоматическом и ручном .

 

 

2.2 Расчет элементов схемы первого варианта

Расчет схемы автоматической установки нуля (САУН)

 

САУН необходима для установки схемы в исходное состояние при включении питания.


Рис.3. Схема автоматической установки нуля

. = (5 10)мс

= 10мс

принимаем

, следовательно

 

 

2.2.2. Расчет схемы устранения дребезга контактов (СУДК)
При нажатии кнопки SB "Пуск" формируется короткий нулевой импульс длительностью 1 мкс.

Рис.4. Схема устранения дребезга контактов

примем

 

 

Расчет кварцевого генератора

 

Генератор вырабатывает меандр



длительностью 200мкс.

 

Т=200 мкс

tи 1=tи 2=100 мкс

Еп = 5 В

Rвых0=8.2 Ом

Rвх1=50 кОм

Рис.5. Кварцевый генератор

 

 

Из вышеприведённого соотношения R выбирается 20 кОм. => R7=R8=20кОм

tи1 = tи2 =C*R*ln(Eп/(Еп-Uпор))

tи 1=0.33×C×R

C3 = C = 15.152 нФ.

C3 (Е24) = 15 нФ.

Частота кварца ZQ равна:

Т= tи1 + tи2=200 мкс.

Кварц выбирается частотой 5 кГц. => f=5 кГц.

R7=20кОм, R8=20 кОм, С3=15 нФ.

 

Расчет вилки на резистор в КМОП-канале:

Для формирования КМОП-канала используется ИМС 155ЛН5 с Краз max= 25.

 

 

Iвых max0= 1.6 мА; Краз факт = 100; Еп = +10 В; Uвх0 ≤ 1.5 В; Uвх1 ≥ 8.5 В

Uвых1 ≈8.5 В, Iвх0 ≤0.2 мкА; Iвх1≥ 0.5 мкА.

250.125 Ом ≤R31≤ 30000 Ом

R3 = 10 кОм.

 

 

Расчеты ФКИ

Используем общую схему ФКИ

 

 

ФКИ2:155 ЛЛ1 заряд

tивх = 100мкс

tивых = 30мкс

tпвх = 100мкс

Еп = 5В, Епmin = 4,75В, Епмаx = 5,25В.

Uпор = 1.4В, Uпорmin = 0.8В, Uпорmax = 2В.

Рассчитываем промежуточный коэффициент a :

a = tивых/tпвх = 30/100=0,3

Принимаем R15=1,5 кОм.

Рассчитываем диапазон допустимых значений для R16 :

Еп/(R15½½R16)£I0 вых max инв , R16 £ R15/(8,95a-1), где I0 вых max инв = краз I0 вх краз = 10. I0 вх=1.6 mA

0,47 кОм £ R16£0,91 кОм.

Выбираем номинал R16 и рассчитать С7 так, чтобы обеспечить минимальное отклонение расчетного и заданного значений tивых :

tивых = C7(R15+R16)ln[Еп / (Еп - Uпор)] ,

Принимаем R16 = 0,68 кОм.

C7 = 30/[(1,5 + 0,68)*0,3285] =41,88 нФ => Е24 С7 = 43 нФ

tвосст = С7R16ln19 £ tпвх

tвосст = 43*0,68*2.94=85,966 мкс £ tпвх=100 мкс

вых max = 1.21C7(R15+R16)*ln(Епмin / (Епмin -Uпорmax)) = 62,044 мкс.

вых min = 0.81C7R16ln(Епmax /( Епмax -Uпорmin)) = 12,528 мкс.

R15=1,5кОм, R16=0,68 кОм, С7=43 нФ.

Одновибратор: 155 ЛА3

 

Импульс формируется на заряде емкости.

R0вх =2,6 кОм

R1вых=650 кОм

Еп=5В

Uпор=1,4В

В одновибраторе используется подстроечный резистор, который придаёт одновибратору стабильность, номинал резистора выбирается из «вилки»:

 

 

252,78kOм ≤ R13 ≤ 1.011kОм

 

выбираем R13=1kОм

 

tи вых8*(R13+ R1вых)*ln[(Eп/Uпор)*(R13/( R13+ R1вых))] =>

 

C8=39,253 нФ => 39нФ

 

R14=1 kОм С8=39 нФ.

 

 

Расчет и выбор ОУ.

 

 

Для расчета “сумматора-вычитателя” рассчитаем коэффициенты суммирования.

Составим систему из шести уравнений с шестью неизвестными и решим ее.

2,4а1+0,4а2+0,4а3+0,4а4+0,4а5+5ак = 6 ак =-0,656,

0,4а1+2,4а2+2,4а1+2,4а4+0,4а5+5ак = 4,8 а1 = 3 ,

0,4а1+0,4а2+2,4а3+2,4а4+0,4а5+5ак = 6,4 а2 = -0,8 ,

0,4а1+0,4а2+0,4а3+2,4а4+0,4а5+5ак = -5,2 а3 = 5,8 ,

0,4а1+0,4а2+0,4а3+0,4а4+2,4а5+5ак = 5,6 а4 = -2,6 ,

0,4а1+0,4а2+0,4а3+0,4а4+0,4а5+5ак = 0 а5 = 2,8 .

 

ППЗУ

Используется ППЗУ 556РТ11 .

Матрица прошивки ППЗУ 556 РТ11:

 

такт адрес данные
A4 A3 A2 A1 A0 Y1 Y0

 

Неиспользованные адресные входы подсоединены к «земле».

3.3. Временные диаграммы МГИС средней степени интеграции

Заключение

В курсовом проекте были разработаны два варианта многоканального генератора импульсных сигналов. Оба устройства удовлетворяют условиям технического задания.

Многоканальный генератор импульсных сигналов может использоваться в современных электронных системах. Возможность подключения к генератору, выполненного на элементах малой степени интеграции, устройств с различной логикой (ТТЛ, КМОП, ЭСЛ), расширяет область его применения. Генератор на элементах высокой степени интеграции являет собой решение формирования импульсных сигналов при малой элементной базе и с возможностью задания большого количества возможных вариантов получаемых сигналов.

 

 


Функциональная схема 1го варианта

 

 


 

 

Здесь принципиальная


Введение

Многоканальный генератор импульсных сигналов (МГИС) может использоваться при регулировке и настройке различных радиоэлектронных устройств. Он часто имеет применение в телемеханике, современных электронных и радиотехнических приборах и системах.

В курсовом проекте согласно техническому заданию требуется разработать схему МГИС в двух вариантах.

В первом варианте необходимо создать 4 выходных канала: аналоговый и 3 цифровых (ТТЛ, КМОПТЛ, ЭСЛ). Реализовать их нужно на логических ИМС серии 155, при этом максимальное число корпусов без учета операционного усилителя (ОУ) и ПУ ЭСЛ - 6 штук.

Во втором варианте выходной канал один: ТТЛ - канал. Схема управления без буферных элементов на любых ИМС, максимальное число корпусов - 4. ИМС 155РЕ3 не применять.

В обоих вариантах задаются 2 режима работы: ручной и автоматический. В любом режиме первый запуск - от кнопки. Переключение режимов производится с помощью тумблера.

1. Исходные данные

Нормированные амплитуды и длительности импульсов аналогового канала:

№ сигнала
Амплитуда (норма 0,4В) -13
Длительность (норма 10мкс)

 

Рис.1. Временная диаграмма выхода аналогового канала

 

Рис.2. Временная диаграмма выхода ТТЛ канала

 

 

2. Часть I . Малая степень интеграции

2.1. Разработка функциональной схемы 1-го варианта

При включении питания RS триггер (элементы DD1.1 и DD1.2) находится в нулевом состоянии, т.к. схема автоматической установки нуля подаёт на вход R триггера уровень логического нуля. На входе генератора логический “0”, что запрещает его работу.

При нажатии на кнопку “пуск”, формируется короткий нулевой импульс и на инверсном выходе DD1.1 формируется уровень логической единицы, которая запускает генератор, импульс которого поступает на вход первого ФКИ.

Необходимые импульсы (с выходов 1,2,3,4,5 ) поступают на устройство формирования сигналов (УФС), где преобразуются в аналоговый сигнал, ТТЛ, ЭСЛ и КМОП логику.

Преобразование в аналоговый сигнал производится сумматором-вычитателем на операционном усилителе DA1.

МГИС имеет возможность работать в двух режимах: автоматическом и ручном .

 

 

2.2 Расчет элементов схемы первого варианта

Расчет схемы автоматической установки нуля (САУН)

 

САУН необходима для установки схемы в исходное состояние при включении питания.


Рис.3. Схема автоматической установки нуля

. = (5 10)мс

= 10мс

принимаем

, следовательно

 

 

2.2.2. Расчет схемы устранения дребезга контактов (СУДК)
При нажатии кнопки SB "Пуск" формируется короткий нулевой импульс длительностью 1 мкс.

Рис.4. Схема устранения дребезга контактов

примем

 

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.