МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • 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.

    |Автоколебательный |Заторможенный |Счётчик |

    |мультивибратор |мультивибратор | |

    |TU2, |UПФ/UЗФ |Т | tU2 |UПФ/UЗФ |K |

    |мкс. | | |мкс. | |кол - во импульсов|

    | 6 | 0.79 |12 |1 |0.79 |60 |

    | |

    |Электронный ключ на транзисторе |

    | | | | | | |

    |t[pic], |U[pic], |E[pic]000|t, |t[pic], |C[pic] |

    |не менее|В |00[pic][p|град. |мкс. |ключа |

    | | |ic] |max | |пФ |

    |мкс. | |В | | | |

    | | | | | | |

    |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[pic]---длительность импульса на выходе ключа.

    U[pic]— амплитуда выходного импульса.

    E[pic] — напряжение базового смещения.

    t град max---максимальная температура окружающей среды.

    t[pic]---фронт выходного импульса.

    C[pic]---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.

    [pic]

    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[pic]) 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[pic]), 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[pic]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[pic]. Если пренебречь временем разряда С через диод VD, то

    tB[pic] (R || R[pic] )*[pic]С* ln [ 10 + [pic][pic]].

    Длительность импульса равна:

    tU2 = (R + R[pic])*С * ln[pic][pic]

    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][pic]

    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[pic] ,В | 4,2 |R[pic], Ом | 200 |

    |E[pic] ,В | 0 |R[pic], Ом | 0 |

    |U[pic] , В не | 2,4 |K, не менее | 8 |

    |менее | |UВХ MAX, В |5,5 |

    |U[pic] ,В не |0,4 | | |

    |более | | | |

    |U[pic] ,В | 1,5 |UВХ MIN, В | - 0,4 |

    |U[pic] ,В | 0,5 |I[pic] MAX, mА | 10 |

    |U[pic] ,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=[pic][pic]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[pic])*С * ln[pic][pic] [pic]

    С = [pic][pic]=

    =[pic] =

    =1,626*10[pic](Ф)[pic]

    Выбираем С =1,5*10-9 (Ф)

    Рассчитаем время восстановления мультивибратора:

    tB[pic] (R || R[pic] )*[pic]С* ln [ 10 + [pic][pic]] =

    =(1,613*10[pic]+5*10[pic])*1,5*10[pic]*ln[10+[pic]] =

    =1,383*10[pic](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[pic] (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 [pic] 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[pic], 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[pic]),

    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[pic], 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[pic]) - 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[pic]- 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[pic] [pic](R1 + R1ВЫХ)*С1*ln [pic]

    t[pic][pic](R2 + R1ВЫХ)* С2* ln [pic]

    Выходные импульсы рассматриваемого мультивибратора по форме близки к

    прямоугольным. Отношение амплитуд переднего и заднего фронтов выходного

    напряжения определяется соотношением:

    UПФ / UЗФ = R / (R + R[pic])

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

    Скважность генерируемых импульсов:

    Q = 1 + tU2 / tU1

    Если t[pic] =t[pic] ,то C[pic]=C[pic].

    2. Расчёт автоколебательного мультивибратора.

    Произведем расчёт автоколебательного мультивибратора на ИЛЭ И - НЕ

    серии К155:

    Проверяем условия :

    R < R1ВХ*[(I 1ВХ * R1ВХ / U[pic])-1] [pic]= 230,47(Ом)

    R > R1ВХ*[(I 1ВХ * R1ВХ / U[pic])-1]-1 = 666,67(Ом)

    Uпф/Uзф=[pic] [pic] 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[pic] =T - t[pic]=12-6=6=t[pic] ,то мультивибратор

    симметричный, и C [pic]=C[pic][pic]

    C[pic]=[pic] =

    =[pic] =6,76*10[pic](Ф)

    Выбираем из шкалы номинальных значений

    C[pic] = C[pic]= 6,8*10[pic]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[pic] и входными I[pic] 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[pic] с самой нижней кривой семейства выходных характеристик с

    параметром I[pic]= - I[pic]. Этой области соответствует режим

    отсечки, при котором:

    --транзистор закрыт, т.к. оба его перехода смещены в обратном

    направлении

    U[pic]>0, U[pic]0

    Ток коллектора I[pic]=B*I[pic]+(B+1)I[pic]=B*I[pic]+I[pic] ;

    I[pic]=(B+1)I[pic].

    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[pic]<0,U[pic]<0

    --напряжение U[pic] и U[pic] насыщенного транзистора составляет

    доли вольта

    --максимальный ток транзистора (ток насыщения) I[pic], практически

    не зависит от параметров транзистора

    I[pic]=[pic][pic] (3.1)

    --сопротивление транзистора постоянному току минимально (десятки

    ом)

    r[pic]=[pic]

    Коллекторный ток насыщения достигается при граничном токе базы

    I[pic]=[pic]=[pic]. (3.2)

    Глубина или степень насыщения транзистора определяется

    коэффициентом насыщения S

    S=[pic].

    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[pic]доп=100 мА

    I[pic]мкА (при 20[pic])

    f[pic] МГц

    C[pic] пФ

    B=55

    Выбор источника коллекторного питания. Значение источника E[pic]

    выбирают по заданной амплитуде U[pic] выходного напряжения

    E[pic]=(1,1[pic]1,2)*U[pic]=(1,1[pic]1,2)*5=5,5[pic]6 (B),

    При этом должно выполнятся неравенство

    E[pic][pic]U[pic]доп=20 (В),

    Выбираем E[pic] =5,7 B.

    Коллекторный ток насыщения. Величина тока I[pic] ограничена с

    двух сторон

    20*I[pic][pic]I[pic][pic]I[pic]доп,

    где I[pic] -обратный ток коллекторного перехода при t[pic];

    I[pic]доп=допустимый ток коллектора в статическом режиме (в

    состоянии длительного включения).

    Можно рекомендовать

    I[pic]=0,8*I[pic]доп=0,8*100*10[pic]=80*10[pic](А) (3.3)

    Определение коллекторного сопротивления. Величина коллекторного

    сопротивления находится из (3.1),(3.3):

    R[pic][pic][pic]=[pic]=[pic]=71,25 (Ом)

    Выбираем R[pic]=75 Ом.

    Обратный ток коллекторного перехода определяется при максимальной

    температуре t[pic] по формуле

    I[pic] =I[pic](20[pic]) *2[pic],

    Где I[pic](20[pic])-обратный ток коллекторного перехода при

    20[pic].

    Сопротивление резистора R[pic] выбирается из условия получения

    режима отсечки закрытого транзистора при максимальной температуре.

    R[pic][pic]=[pic]=9735 (Ом)

    Выбираем R[pic]=9,1 (кОм)

    Ток базы I[pic]. Базовый ток ,при котором транзистор заходит в

    режим насыщения, вычисляется по формуле (3.2) с учётом, что

    коэффициент усиления B=B[pic]

    I[pic]=[pic] (мА)

    Сопротивление резистора R[pic].Для заданной амплитуды входного

    управляющего сигнала U[pic]=E[pic] величина сопротивления R[pic]

    рассчитывается по формуле

    R[pic]=[pic]

    Значение коэффициента насыщения S при заданной длительности

    t[pic] находим из формулы

    S=[pic] ,где величина t[pic] определяется из

    формулы

    t[pic]=t[pic],

    t[pic]-cреднее время жизни неосновных носителей (дырок) в

    базе[pic][pic]

    t[pic]=[pic][pic][pic](с)

    t[pic]=8,9*10[pic]+55*75*(7+10)*10[pic] (с)

    S=[pic]

    R[pic]=[pic] (кОм)

    Выбираем R[pic]

    Величина ускоряющей ёмкости C. В транзисторном ключе с

    ускоряющей ёмкостью C величина ёмкости находится из равенства

    C=[pic] (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

    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[pic] 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[pic]=[pic]=

    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 (

    -----------------------

    Структурная схема устройсва .

    Запуск

    включение


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.