Расчет кварцевого генератора

Генератор вырабатывает меандр

длительностью 200мкс.

Т=200 мкс

t_{и 1}=t_{и 2}=100 мкс

Е_п = 5 В

R_вых⁰=8.2 Ом

R_вх¹=50 кОм

Рис.5. Кварцевый генератор

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

t_и1 = t_и2 =C*R*ln(Eп/(Еп-Uпор))

t_{и 1}=0.33×C×R

C₃ = C = 15.152 нФ.

C₃ (Е24) = 15 нФ.

Частота кварца ZQ равна:

Т= t_и1 + t_и2=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 К_{раз max}= 25.

I_{вых max}⁰= 1.6 мА; К_{раз факт} = 100; Е_п = +10 В; U_вх⁰ ≤ 1.5 В; U_вх¹ ≥ 8.5 В

U_вых¹ ≈8.5 В, I_вх⁰ ≤0.2 мкА; I_вх¹≥ 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, Еп_min = 4,75В, Еп_маx = 5,25В.

Uпор = 1.4В, Uпор_min = 0.8В, Uпор_max = 2В.

Рассчитываем промежуточный коэффициент a:

a = tи_вых/tп_вх = 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} = к_раз I⁰ _вх к_раз = 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 tи_вых:

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

t_восст = С₇R₁₆ln19 £ tп_вх

t_восст = 43*0,68*2.94=85,966 мкс £ tп_вх=100 мкс

tи _{вых max} = 1.21C₇(R₁₅+R₁₆)*ln(Еп_мin / (Еп_мin -Uпор_max)) = 62,044 мкс.

tи _{вых min} = 0.81C₇R₁₆ln(Еп_max /(Еп_мax -Uпор_min)) = 12,528 мкс.

R₁₅=1,5кОм, R₁₆=0,68 кОм, С₇=43 нФ.

ФКИ1:155 ЛА3 разряд (с диодом)

tи_вх = 100мкс

tи_вых = 30мкс

tп_вх = 100мкс

Еп = 5В, Еп_min = 4,75В, Еп_маx = 5,25В.

Uпор = 1.4В, Uпор_min = 0.8В, Uпор_max = 2В.

a = tп_вх/tи_вых = 3,33

Принимаем R₁₀ =0.91 кОм

tзад_вых = C₄*R₁₀*ln(Eп/Uпор)

C₄ = 30/(1.27*0.91) =25,895 нФ => Е24 С₄ = 27 нФ

Рассчитываем диапазон допустимых значений для R₉:

Еп/(R₉½½ R₁₀)£I⁰ _{вых max инв} , R₉ £ R₁₀*0.432a, I⁰ _{вых max инв} = к_раз I⁰ _вх. к_раз = 10. I⁰ _вх=1.6 mA

0,47 кОм £ R₉£ 1,5 кОм.

Выбираем номинал R₉ так, чтобы обеспечить минимальную величину I⁰ _{вых инв} = Еп/(R₉½½ R₁₀).

Принмаем R₉ = 1,2 кОм.

t_восст = С₄* R₉ln19 £ tп_вх

t_восст = 27*1,2*2.94=95,256мкс £ tп_вх=100 мкс

tи _{вых max} =1.21C₄ R₁₀ln(Еп_маx /Uпор_min) = 55,892 мкс

tи _{вых min} =0.81C₄ R₁₀ln(Еп_min /Uпор_max) = 17,215 мкс

R₉=0,39кОм, R₁₀=0,91 кОм, С₄=27 нФ.

2.2.4.3 ФКИ3:155 ЛА3 разряд (с диодом)

tи_вх = 190мкс

tи_вых = 10мкс

tп_вх = 10мкс

Еп = 5В, Еп_min = 4,75В, Еп_маx = 5,25В.

Uпор = 1.4В, Uпор_min = 0.8В, Uпор_max = 2В.

a = tп_вх/tи_вых = 1

Принимаем R₁₂ =0.91 кОм

tи_вых = C₅*R12*ln(Eп/Uпор)

C₅ = 10/(1.27*0.91) =8.632 нФ => Е24 С₅ = 8,2 нФ

Рассчитываем диапазон допустимых значений для R₁₁:

Еп/(R₁₁½½ R₁₂)£I⁰ _{вых max инв} , R₁₁ £ R₁₂*0.432a,

I⁰ _{вых max инв} = к_раз I⁰ _вх. к_раз = 25. I⁰ _вх=1.6 mA

0,15 кОм £ R₁₁£ 0,43 кОм.

Выбираем номинал R₁₁ так, чтобы обеспечить минимальную величину I⁰ _{вых инв} = Еп/(R₁₁½½ R₁₂).

Принмаем R₁₁ = 0.39 кОм.

t_восст = С₅* R₁₁ln19 £ tп_вх

t_восст = 8,2*0,39*2.94=9,402мкс £ tп_вх=10 мкс

tи _{вых max} =1.21C₅R₁₂ln(Еп_маx /Uпор_min) = 16.974 мкс

tи _{вых min} =0.81C₅R₁₂ln(Еп_min /Uпор_max) = 5.228 мкс

R₁₁=0,39кОм, R₁₂=0,91 кОм, С₅=8,2 нФ.

ФКИ4:155 ЛИ1 разряд (с диодом)

tи_вх = 190мкс

tи_вых = 10мкс

tп_вх = 10мкс

Еп = 5В, Еп_min = 4,75В, Еп_маx = 5,25В.

Uпор = 1.4В, Uпор_min = 0.8В, Uпор_max = 2В.

a = tп_вх/tи_вых = 1

Принимаем R₁₈ =0.91 кОм

tи_вых = C₆*R18*ln(Eп/Uпор)

C₆ = 10/(1.27*0.91) =8.632 нФ => Е24 С₆ = 8,2 нФ

Рассчитываем диапазон допустимых значений для R₁₇:

Еп/(R₁₇½½ R₁₈)£I⁰ _{вых max инв} , R₁₇ £ R₁₈*0.432a,

I⁰ _{вых max инв} = к_раз I⁰ _вх. к_раз = 25. I⁰ _вх=1.6 mA

0,15 кОм £ R₁₇£ 0.39 кОм.

Выбираем номинал R₁₇ так, чтобы обеспечить минимальную величину I⁰ _{вых инв} = Еп/(R₁₇½½ R₁₈).

Принмаем R₁₇ = 0.39 кОм.

t_восст = С₆* R₁₇ln19 £ tп_вх

t_восст = 8,2*0.91*2.94=9,402мкс £ tп_вх=10 мкс

tи _{вых max} =1.21C₆ R₂ln(Еп_маx /Uпор_min) = 16.974 мкс

tи _{вых min} =0.81C₆ R₂ln(Еп_min /Uпор_max) = 5.228 мкс

R₁₇=0,39кОм, R₁₈=0,91 кОм, С₆=8,2 нФ.

Одновибратор: 155 ЛА3

Импульс формируется на заряде емкости.

R⁰_вх =2,6 кОм

R¹_вых=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

t_{и вых}=С₈*(R₁₃+ R¹_вых)*ln[(Eп/Uпор)*(R₁₃/(R₁₃+ R¹_вых))] =>

C₈=39,253 нФ => 39нФ

R₁₄=1 kОм С₈=39 нФ.

СЗ1 (Схема задержки): 155 ЛА3 заряд.

tивх = 50мкс

tзад = 30мкс

tивых = tивх – tзад = 50 – 30 = 20 мкс

tпвх = 150мкс

Еп = 5В, Еп_min = 4,75В, Еп_маx = 5,25В.

Uпор = 1.4В, Uпор_min = 0.8В, Uпор_max = 2В.

Рассчитываем промежуточный коэффициент a:

a = tзад_вых/tп_вх = 30/150=0,3

Принимаем R₁₉=1 кОм. Рассчитываем диапазон допустимых значений

для R₂₀:

Еп/(R₁₉½½R₂₀)£I⁰ _{вых max инв} , R₂₀ £ R₁₉/(8,95a-1), где I⁰ _{вых max инв} = (к_раз - 1) I⁰ _вх к_раз = 10. I⁰ _вх=1.6 mA

0,56 кОм £ R20£0,62 кОм.

Выбираем номинал R₂₀ и рассчитываем С₉ так, чтобы обеспечить минимальное отклонение расчетного и заданного значений tи_вых:

tзад = C₉(R₁₉+R₂₀)ln[Еп / (Еп - Uпор)], tи_вых = tи_вх – tзад.

Принимаем R₂₀ = 0,62 кОм.

C₉ = 30/[(1+ 0,62)*0,3285] =41,88 нФ => Е24 С₉ = 56 нФ

tзад = 41,88*2,18*0,3285 = 29,9999 мкс. tи_вых = 100 – 29,9999 = 70,1111 мкс.

t_восст = С₉R₂₀ln19 £ tп_вх

t_восст = 43*0,68*2.94=86,568 мкс £ tп_вх=100 мкс

tи _{вых max} = tи - 1.21C₉(R₁₉+R₂₀)*ln(Еп_маx / (Еп_маx -Uпор_min)) = 31,887 мкс.

tи _{вых min} = tи - 0.81C₉R₂₀ln(Еп_min /(Еп_мin -Uпор_max)) = 9,805 мкс.

R ₁₉=1кОм, R₂₀=0,62 кОм, С₉=56 нФ.

СЗ 2:155 ЛЛ1 разряд (с диодом)

tи_вх = 100мкс

tзад_вых = 40мкс

tп_вх = 100мкс

Еп = 5В, Еп_min = 4,75В, Еп_маx = 5,25В.

Uпор = 1.4В, Uпор_min = 0.8В, Uпор_max = 2В.

a = tп_вх/tзад_вых = 2,5

Принимаем R₃₆ =0.91 кОм

tзад_вых = C10*R36*ln(Eп/Uпор)

C10 = 30/(1.27*0.91) =34,529 нФ => Е24 С10 = 36 нФ

Рассчитываем диапазон допустимых значений для R₃₅:

Еп/(R₃₅½½ R₃₆)£I⁰ _{вых max инв} , R₃₅ £ R₃₆*0.432a, I⁰ _{вых max инв} = (к_раз -1) I⁰ _вх. к_раз = 10. I⁰ _вх=1.6 mA

0,47 кОм £ R₃₅£ 1 кОм.

Выбираем номинал R₃₅ так, чтобы обеспечить минимальную величину

I⁰ _{вых инв} = Еп/(R₃₅½½ R₃₆).

Принмаем R₃₅ = 0,91 кОм.

t_восст = С10* R₃₅ln19 £ tп_вх

t_восст = 36*0,91*2.94=96,314мкс £ tп_вх=100 мкс

tи _{вых max} = tи _вх -0.81C10 R₃₆ln(Еп_мin /Uпор_max) = 77,047 мкс

tи _{вых min} = tи _вх -1.21C10R₃₆ln(Еп_max /Uпор_min) = 25,478 мкс

R₃₅=0,91кОм, R₃₆=0,91 кОм, С₁₀=36 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+5а_к = 6 а_к =-0,656,

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

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

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

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

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

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

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