Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов
Исходя из расчетов, приведенных в пункте 2.2, в связи с достаточно высокой скоростью передачи была выбрана фазовая модуляция. Это обусловлено тем, что фазовая модуляция является наиболее защищённой от помех и даёт возможность реализовать максимальную скорость передачи. Основным ее недостатком является сложный алгоритм приёма, но при наличии процессора на приёмном конце качество декодирования… Читать ещё >
Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Кафедра «Автоматика и телемеханика»
СИНТЕЗ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ КОДИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики»
Задание на курсовой проект
Тема: «Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов».
Задание: составить схему автоматической системы, предназначенной для передачи информационного сообщения в канал связи.
Содержание сообщения: Заика Вячеслав Валерьевич.
Способ передачи: циклический.
Система кодирования: двоичный код.
Скорость передачи: S=960−1040 Бод Параметры канала связи:
Полоса пропускания — от 300 до 3400 Гц;
Входной уровень — от 2,3 до 0,0 Нп (от -20 до 0,0 дБ);
Линия — двухпроводная симметричная;
Волновое сопротивление канала Rв=120 Ом.
Реферат
Записка содержит 43 страницы, 20 рисунков, 4 таблицы, 5 источников ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, КАНАЛ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА, ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР, ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, ДВОИЧНЫЙ КОД, СХЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ, ВРЕМЕННАЯ ДИАГРАММА, РЕГИСТР, ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, ДИЗЪЮНКТОР.
В данном курсовом проекте на базе теории переключательных функций, теории полупроводниковых приборов и микропроцессорной техники производится проектирование цифрового устройства для передачи сообщения через канал связи. В процессе проектирования осуществляется разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, схемы синхронизации и сброса, блока питания и прочих устройств с учетом того, чтобы полученный конечный автомат содержал наименьшее число радиокомпонентов, имел оптимальные размеры и минимальную скорость.
Для проектирования схем используется программный пакет P-CAD 2004.
Введение
6
- 1. Кодирование информации 8
- 1.2 Составление выходных функций преобразователя кода 9
- 2. Описание структурной схемы автоматической системы: 14
- 2.1 Определение коэффициента деления 15
- 2.2 Задающий генератор 16
- 3. Преобразователь параллельного кода в последовательный 18
- 3.1 Формирователь старт-стоповых синхронизирующих импульсов 18
- 3.2 Фазовый модулятор 19
- 4. Функциональная схема автомата и схема управления ПК 21
- 4.1 Составление временной диаграммы 21
- 4.2 Функциональная схема конечного автомата 22
- 5. Схема согласования с каналом связи 25
- 5.1 Расчет 25
- 6. Источник питания 29
- 6.1 Расчет сети на 9 В 29
- 6.2 Расчет сети на 15 В 30
- 7. Описание элементной базы 33
- 7.1 Микросхема К561ЛА7 33
- 7.2 Микросхема К561ЛА8 33
- 7.3 Микросхема К561ЛА9 34
- 7.4 Микросхема К561ЛЕ5 34
- 7.5 Микросхема К561ЛЕ10 35
- 7.6 Микросхема К561ЛИ1 35
- 7.7 Микросхема К561ИЕ8 36
- 7.8 Микросхема К561ИЕ16 37
- 7.9 Микросхема К561ИР9 38
- 7.10 Операционные усилители К140УД14А, К140УД14Б, К140УД14 В 39
Заключение
40
- Библиографический список 41
- Приложение, А 42
- Введение
- кодирование цифровой генератор автомат
- Современный мир уже сложно представить без систем автоматики, телемеханики и связи. Человечество с каждым годом наращивает объемы интеграции автоматических систем в повседневный быт. Мы уже не можем представить свою жизнь без компьютеров, сотовых телефонов, микроволновых печей, стиральных машин и т. д. Ситуация в отрасли железнодорожного транспорта во многом аналогична общемировым тенденциям. На текущем этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и перевозной способности, грузовых и пассажирских перевозок, уменьшению времени оборотов вагонов и повышению производительности труда. Эти задачи решаются по двум основным направлениям: техническим переоснащением систем отрасли и совершенствованием системы управления перевозочным процессом.
- Система управления же во многом зависит от грамотной и, что не менее важно, скоординированной работы обслуживающего персонала.
- Реализация теоретических основ происходит на основе современной микроэлементной электронной базы, микропроцессорной и вычислительной техники, оптических полупроводниковых приборов. Для организации обмена информацией, передачи её на значительные расстояния необходимо кодирование информации.
- Задача данного проекта состоит в том, чтобы получить конечный автомат, предназначенный для кодирования сообщения (Ф.И.О.) и последующей его передачи в канал связи. Принципиальная схема автомата построена на микросхемах средней интеграции и на отдельных радиокомпонентах. В качестве элементной базы используются микросхемы серии К561. Эта серия выполнена по КМОП технологии и обладает минимальным потреблением тока.
- В ходе курсового проекта приобретаются навыки разработки реального устройства передачи информации, соответствующее условиям эксплуатации.
- 1. Кодирование информации
- 1.1 Определение разрядности и кодирование алфавита
- Для определения разрядности кода подсчитаем сколько различных символов содержит сообщение, передаваемое в канал связи:
- Заика Вячеслав Валерьевич — сообщение содержит 30 знаков. Число разрядов входного слова преобразователя кода рассчитаем по уравнению:
- (1.1)
- где:
- М- общее количество символов в сообщении, n — разрядность кода
- Посылка содержит 13 различных символов (12 букв и интервал между словами). Число разрядов кода определяется по формуле:
- (1.2)
- N — число различных символов;
- Число разрядов выходного кода:
- Таблица 1.1 — Кодирование передаваемой последовательности
Входное слово преобразователя кода | Выходное слово | |||||||||||
Такт | Символ | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | Код буквы | Y4 | Y3 | Y2 | Y1 | |
З | ||||||||||||
А | ||||||||||||
И | ||||||||||||
К | ||||||||||||
А | ||||||||||||
В | ||||||||||||
Я | ||||||||||||
Ч | ||||||||||||
Е | ||||||||||||
С | ||||||||||||
Л | ||||||||||||
А | ||||||||||||
В | ||||||||||||
В | ||||||||||||
А | ||||||||||||
Л | ||||||||||||
Е | ||||||||||||
Р | ||||||||||||
Ь | ||||||||||||
Е | ||||||||||||
В | ||||||||||||
И | ||||||||||||
Ч | ||||||||||||
0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | ||||||||
0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | ||||||||
0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | ||||||||
сброс | 0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | 0(~) | |||||||
Циклическое повторение сообщения | ||||||||||||
З | ||||||||||||
1.2 Составление выходных функций преобразователя кода
Выходные функции преобразователя кода:
Составим карты Карно и минимизируем функции:
Приведем к базису И-НЕ:
Рисунок 1.1 — Схема преобразователя кода Рисунок 1.2 — Схема преобразователя кода (продолжение)
2. Описание структурной схемы автоматической системы
Автомат содержит:
— тактовый генератор с кварцевой стабилизацией (ЗГ);
— делитель частоты (ДЧ) тактовых импульсов, формирующий импульсы несущей Fн, тактовой © частоты и код порядкового номера символа в сообщении (X);
— преобразователь кода (ПК) порядкового номера символа в сообщении (X) в код номера символа в алфавите (У);
— преобразователь параллельного формата кода У в последовательный формат Д (ПП);
— схема модуляции и согласования с каналом связи (СмСКС);
— схему синхронизации и установки автоматической системы в исходное состояние (СС);
— формирователь (СИ) старт-стопных импульсов (СТ);
— источник питания (ИП);
Рисунок 2.1 — Структурная схема автомата
2.1 Определение коэффициента деления
Скорость передачи информации определяется по следующей формуле:
(2.1)
где — параметр, определяющийся номером варианта по журналу
бит/c
бит/c
Для расчета коэффициента деления частоты принимаем резонансную частоту кварцевого резонатора равной МГц.
(2.2)
Коэффициент деления рассчитывается исходя из формулы:
(2.3)
=
=
Получаем коэффициент деления, что соответствует частоте, отсюда частота синхронизации С равна:
Полученное значение действующей частоты укладывается в диапазон передачи по каналу 300 — 3400 Гц.
2.2 Задающий генератор
Выбор схемы задающего генератора зависит от следующих факторов:
— стабильность генерируемой частоты;
— форма вырабатываемого сигнала;
— амплитуда и мощность сигнала;
— количество и фаза выходных сигналов.
Частота генератора будет определяться номиналами сопротивления R и емкости С, и для ИМС, выполненных по технологии комплементарной логики на транзисторах «металл-оксид-полупроводник» (КМОП), период следования импульсов равен:
(2.4)
(2.5)
Конденсатор С1 выбирается из предела от 33пФ до 47 пФ, в пределах от 0 до 15 пФ. Общая емкость необходимая для расчета равна:
(2.6)
Примем сопротивления одного номинала:
(2.7)
Построим схему задающего генератора и делителя частоты:
Рисунок 2.2 — Схема задающего генератора и делителя частоты
3. Преобразователь параллельного кода в последовательный
Принцип преобразования заключается в поочерёдном подключении кодированного символа к схеме согласования с каналом связи в порядке возрастания номера такта. Очерёдность подключения разрядов символа обычно оговаривается протоколом обмена, однако в задании к данному проекту она не оговорена, следовательно, значения не имеет. Следует выбрать схемотехническое решение преобразователя параллельного в последовательный код ПП из приведённых примеров, но следует иметь в виду, что при выборе другого базиса микросхем возможны и другие схемные решения.
В качестве основы ПП предлагается одно из следующих устройств:
— сдвигающий регистр;
— мультиплексор;
— коммутатор на логических элементах.
Для данного проекта выбирается схема преобразователя на регистре сдвига К561ИР9
3.1 Формирователь старт-стоповых синхронизирующих импульсов
В современных модемах алгоритм синхронизации может быть достаточно сложным, но длинную посылку всегда делят на части. Отдельные последовательные части могут объединяться в более крупные, которые называют кадрами. Для упрощения декодирования размеры кадров в одной посылке стараются сделать одинаковыми. В состав кадра обязательно должны входить стартовые (для определения начала) и стоповые (для определения конца) импульсы, кроме этого могут добавляться другие служебные импульсы (адрес и имя посылки, контрольные суммы, информация для восстановления данных в случае искажения кода из-за помех и прочее.), а также импульсы данных. Из общего размера кадра служебные импульсы могут занимать вплоть до 50%.
Сложное кодирование осуществляется программным способом на микроконтроллерах. В данном проекте используются только стартовые и стоповые импульсы. Стартовая комбинация должна выглядеть не проще чем 0101, а стоповая не проще, чем 0000 0000 0000.
Зависимость от времени требует выдачи схемой синхронизирующего кода один раз за цикл в начале посылки на месте нулевой комбинации. В данном проекте формирователь старт-стоповых синхронизирующих импульсов реализован на микросхеме десятичного счётчика К561ИЕ8 с дешифратором на выходе:
(3.1)
Схема формирователя старт-стоповых синхронизирующих импульсов также изображена в составе общей схемы управления преобразователем кода на рисунке 4.3.
3.2 Фазовый модулятор
Исходя из расчетов, приведенных в пункте 2.2, в связи с достаточно высокой скоростью передачи была выбрана фазовая модуляция. Это обусловлено тем, что фазовая модуляция является наиболее защищённой от помех и даёт возможность реализовать максимальную скорость передачи. Основным ее недостатком является сложный алгоритм приёма, но при наличии процессора на приёмном конце качество декодирования определяется в большей степени программным обеспечением. Этот факт находит широкое применение в современных компьютерных модемах. Следует учитывать, что в условиях повышенных помех нужно предусмотреть более гибкий алгоритм модуляции, например, изменение несущей частоты ©, переменное отношение несущей к входному алфавиту (D) модулятора C/D и их фазы, однако в данном проекте эти вопросы не затрагиваются. Модуляцию заменяем манипуляцией со сдвигом фаз на 180о.
При этом уровень, мощность и скорость передачи сигнала должны соответствовать параметрам канала связи. Помимо этого выходные параметра автомата должны регулироваться в необходимых пределах.
После модулирования в пределе количество единичных и нулевых импульсов должно быть одинаковым, т. е. постоянная составляющая в спектральном разложении сигнала должна равняться нулю.
Схемную реализацию получается из функций алгебры-логики:
(3.2)
где — несущая частота;
— входной алфавит.
Схема полученного фазового манипулятора представлена в составе общей схемы управления преобразователем кода на рисунке 4.3.
4. Функциональная схема автомата и схема управления ПК
4.1 Составление временной диаграммы
Исходя из определенных ранее основных параметров автомата, составляются диаграммы функционирования автомата в целом в связи с необходимостью определения и схемного решения функций других узлов и увязки уже определённых частей передатчика.
Временная диаграмма работы автомата строится с учётом выбранной элементной базы. В данном примере сигналы:
— счётчика К561ИЕ16 (С, W1, W2, X1, X2, X3, X4, X5, R);
— регистра К561ИР9 (PS — параллельная запись, Q0, Q1, Q2, Q3 — выходные параллельные данные, RR — сброс регистра);
— счётчика К561ИЕ8 (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 — десятичный выход, С — синхронизирующий вход);
— ST — стартовый импульс;
— R — сброс всей схемы в исходное состояние (формируется специальной схемой сброса);
— D — последовательный выходной код данных;
— ФМ — фазоманипулированный выходной сигнал.
Временная диаграмма изображена на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 — Временная диаграмма работы автоматической системы
4.2 Функциональная схема конечного автомата
По временной диаграмме функционирования автомата и его структурной схеме строится функциональную схему работы конечного автомата (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 — Функциональная схема конечного автомата
Задающий генератор (ЗГ) генерирует импульсы частотой 1 МГц. Делитель частоты (ДЧ) вырабатывает последовательность импульсов частотой 15 625 Гц. Последовательность импульсов поступает на двоичный счетчик К561ИЕ16, который вырабатывает синхроимпульсы ©, вспомогательные сигналы (W1, W2), а так же кодовую последовательность (X). Синхроимпульсы синхронизируют работу десятичного счетчика К561ИЕ8 и регистра К561ИР9. Микросхема К561ИЕ8 генерирует стартовые импульсы.
Кодовая последовательность (Х) поступает на вход преобразователя кода (ПК), который кодирует сообщение (Y), передаваемое в канал связи. Сообщение поступает на входы D регистра. Регистр в свою очередь преобразует параллельный код сообщения в последовательный при помощи сигнала PS (). С выхода Q3 данные, объединяясь со стартовым импульсом, поступают на вход модулятора.
RS — триггер, управляемый кодовой последовательностью (Х), сбрасывает регистр, формируя, тем самым, три пробела в конце сообщения. Сброс схемы происходит после окончания сообщения.
Модулированный сигнал поступает на вход схемы согласования с каналом связи, которая состоит из двух операционных усилителей К140УД14. Схема согласует параметры сигнала с параметрами линии связи и затем передает его в канал.
Из диаграммы работы автомата записываются функции дополнительных схем, необходимых для обеспечения работы, выбранных интегральных микросхем:
Рисунок 4.3 — Схема управления преобразователем кода
5. Схема согласования с каналом связи
5.1 Расчет
Выходной каскад необходим для согласования волновых параметров передатчика и канала. Для схемы согласования справедливы следующие формулы:
Усиление по постоянному току:
(5.1)
Частота квазирезонанса:
(5.2)
Добротность полюса:
(5.3)
Принимается, что, нФ,, тогда (5.3) перепишется в виде:
(5.4)
Подставив численные значения в (5.4) и выразив C6, можно получить:
Ф Из ряда номиналов Е24 выбирается мкФ Далее рассчитывается частота:
(5.5)
с-1
Выразив из (5.2), можно получить:
Ом Из ряда номиналов Е24 выбирается кОм Принимаем сопротивление
Из (5.1):
Падение напряжение на емкости UС3 не должно превышать 3% входного напряжения Uм/2, следовательно, можно принять:
(5.6)
Уровень сигнала регулируется сопротивлением R4 в пределах от -2,3 Нп (0,078В) до 0,0 Нп (0,775В). Падение напряжения на R4:
Выбрав типовое переменное сопротивление (R4=15кОм), можно определить входной ток:
(5.7)
Сопротивление емкости С3:
(5.8)
Значение емкости:
(5.9)
где f=fн/2, а fн — несущая частота, Гц Выбираем номинальное значение емкости С3=120 нФ.
Значение сопротивления R3 определяем исходя из того, что известны падение напряжения на емкости С3 и максимальный уровень передаваемого сигнала, равный 0,775В:
(5.10)
Выбираем номинальное значение сопротивления R3=75 кОм.
Сопротивление R5 рассчитываем с учетом того, что на нём падение напряжения, соответствует минимальному уровню передаваемого сигнала, равному 0,078В:
(5.11)
Номинальное значение сопротивления R5= 1,6 кОм.
Рисунок 5.1 — Схема согласования с каналом связи
6. Источник питания
Блок питания реализован на трансформаторе с напряжением вторичной обмотки 30 В. Необходимо получить напряжение 9 В для питания цифровых микросхем, и 15 В для питания операционных усилителей. Частота входной сети 50 Гц.
Токи: Iн1=1,5мА, Iн2= Iн3=1,2 мА.
Серия микросхем К561 не требует высокой стабильности питающего напряжения, поэтому вполне достаточно реализовать параметрический стабилизатор на стабилитроне. Пульсации напряжения не должны превышать 5%.
6.1 Расчет сети на 9 В
Выберем стабилитрон Д818Е (,).
Эквивалентное сопротивление цепи вычисляется по формуле:
(6.1)
Сопротивление конденсатора С12 не должно превышать 5% от общего сопротивления цепи, то есть:
(6.2)
(6.3)
(6.4)
По номинальному ряду емкостей выбираем .
Сопротивление ограничивающего резистора:
(6.5)
По номинальному ряду сопротивлений выбираем .
Рассчитаем мощность для режима короткого замыкания:
(6.6)
.
Необходимо взять мощность с запасом, выберем 0,5 Вт.
Емкость керамических конденсаторов на выходе стабилизатора напряжения выбираем из расчета 0,01мкФ на 1 корпус ИМС.
На 26 корпусов необходима емкость 0.26 мкФ, включаем на параллельную работу три конденсатора номиналом 0.1 мкФ
6.2 Расчет сети на 15В
Выберем стабилитрон КС515Д (напряжение стабилизации 15 В; ток стабилизации 10 мА).
(6.7)
По номинальному ряду емкостей выбираем
Сопротивление ограничивающего резистора рассчитывается по формуле
По номинальному ряду сопротивлений выбираем .
Мощность резисторов и рассчитываем по формуле (28)
.
Выбираем Вт.
Конденсаторы С16=С17=С20=С21берутся из расчета по мкФ на 1 корпус операционного усилителя (всего 2 корпуса).
Рисунок 6.1 — Схема источника питания
7. Описание элементной базы
7.1 Микросхема К561ЛА7
Данная микросхема выполняет логическую функцию 2И-НЕ. Содержит четыре логических элемента. Нумерация выводов микросхемы и её условное обозначение приведены на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1 — Микросхема К561ЛА7
7.2 Микросхема К561ЛА8
Данная микросхема выполняет логическую операцию 4И-НЕ. Содержит два логических элемента. Нумерация выводов микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2 — Микросхема К561ЛА8
7.3 Микросхема К561ЛА9
Данная микросхема выполняет логическую операцию 3И-НЕ. Содержит три логических элемента. Нумерация выводов микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 7.3.
Рисунок 7.3 — Микросхема К561ЛА9
7.4 Микросхема К561ЛЕ5
Данная микросхема выполняет логическую операцию 2ИЛИ-НЕ. Содержит четыре логических элемента. Ее условное обозначение приведено на рисунке 7.4.
Рисунок 7.4 — Микросхема К561ЛЕ5
7.5 Микросхема К561ЛЕ10
Данная микросхема выполняет логическую функцию 3ИЛИ-НЕ. Содержит три интегральных элемента. Нумерация выводов микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 7.5.
Рисунок 7.5 — Микросхема К561ЛЕ10
7.6 Микросхема К561ЛИ1
Данная микросхема реализует функцию 9И, также имеется инвертор. Нумерация выводов микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 7.6.
Рисунок 7.6 — Микросхема К561ЛИ1
7.7 Микросхема К561ИЕ8
Данная микросхема представляет собой счетчик по модулю 10 с дешифратором, выполнена на основе пятикаскадного высокоскоростного счетчика Джонсона и дешифратора, преобразующего двоичный код в сигнал на одном из десяти выводов.
Если на входе разрешения счета V присутствует низкий уровень, счетчик осуществляет счет синхронно с положительным фронтом на тактовом входе С. При высоком уровне на входе V действие входа С запрещается и счет останавливается. Сброс счетчика осуществляется подачей высокого уровня на вход R. Счетчик имеет выход переноса Р. Положительный фронт выходного сигнала переноса появляется через 10 импульсов на входе С и используется как входной сигнал для счетчика следующей декады.
Структурная схема счетчика К561ИЕ8 и его условное обозначение приведены на рисунке 7.7, а временные диаграммы работы — на рисунке 7.7.
Рисунок 7.7 — Условное обозначение микросхемы К561ИЕ8
Рисунок 7.8 — Временные диаграммы работы микросхемы К561ИЕ8
7.8 Микросхема К561ИЕ16
Данная микросхема содержит четырнадцатиразрядный асинхронный счетчик с последовательным переносом. Сброс счетчика в нуль осуществляется импульсом положительной полярности длительностью не менее 550нс. по входу R. Содержимое счетчика увеличивается по отрицательному перепаду (срезу) импульса по входу С. Максимальная частота входных импульсов при В достигает 4МГц. Устройство имеет выходы от 1,4…14 разрядов. Условное обозначение ИС приведено на рисунке 7.9.
Рисунок 7.9 — Микросхема К561ИЕ16
7.9 Микросхема К561ИР9
Данная микросхема содержит четырехразрядный последовательно-параллельный гистры сдвига. Регистр сдвига типа ИР9 содержит два последовательных входа J и К. Если их соединить вместе, то получится простой D-вход. Высокий уровень на входе P/S (переключатель «параллельный режим ввода — последовательный режим ввода») определяет режим параллельного ввода информации с входов D0… D3. Параллельная запись осуществляется асинхронно. Если на входе P/S установлен низкий уровень, то установлен режим последовательного ввода с входов J и К и сдвига информации по фронту (положительному перепаду) синхроимпульсов на входе С.
Установка всех триггеров регистра в нулевое состояние осуществляется асинхронно высоким уровнем на входе R. С помощью входа Т/С можно устанавливать на выходах Q0… Q3 прямой код (высокий уровень на входе Т/С) или дополнительный код (низкий уровень на входе Т/С).
Условное обозначение и нумерация выводов приведены на рисунке 7.10.
Рисунок 7.10 — Микросхема К561ИР9
7.10 Операционные усилители К140УД14А, К140УД14Б, К140УД14В
Прецизионные операционные усилители с малыми входными токами и малой потребляемой мощностью с защитой выхода при коротком замыкании на корпус или на источник питания. Коррекция АЧХ осуществляется внешними цепями коррекции, подключаемыми к выводам 1 и 8. Микросхемы конструктивно оформлены в корпусе типа 301.8−2. Условное обозначение и нумерация выводов приведены на рисунке 7.11
Рисунок 7.11 — Операционный усилитель типа К140УД14
Основные параметры при температуре 25±5°С операционных усилителей приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 — Основные параметры операционных усилителей
В | В | мА | нА | нА | мВ | В | В | дБ | МОм | МГц | ||
+151,5 | — 151,5 | 0,6 | 0,2 | — 13 | 0,33 | |||||||
Заключение
В соответствии с целью работы была спроектирована система кодирования, составлены функции выходов преобразователя кода с помощью минимизации по методу Карно и построена схема преобразователя кода на элементах Шеффера микросхем выбранной серии. Параллельно был проведен расчет задающего генератора и делителя частоты, спроектирована схемная реализация данных устройств на основе интегральных микросхем выбранной серии. Далее была построена временная диаграмма работы автомата, из которой выведены логические закономерности работы микросхем и составлена функциональная схема. Спроектирована принципиальная схема автомата на основе предыдущих расчетов и теоретических выкладок.
Также была рассчитана схема согласования автомата с каналом связи для уменьшения переходного сопротивления между автоматом и линией, что существенно повышает помехоустойчивость системы в целом. Для обеспечения питания устройства был спроектирован блок питания на 9 В и ±15 В. Выход блока питания на 9 В предназначен для питания интегральных микросхем, а выходы ±15В — для питания входящих в схему согласования операционных усилителей.
Таким образом, цель проекта была выполнена в полном объеме. Реализован конечный автомат, передающий в цепь связи заданную последовательность символов, и представлена временная диаграмма его работы. Предусмотрены схемы обеспечения устройства питанием и согласования его выходных линий с трактом связи.
Библиографический список
1. С. В. Гришечко, Ю. И. Слюзов, С. А. Сушков / Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Теоретические основы автоматики, телемеханики и связи». Омск. Омский гос. ун-т путей сообщения. 2010. 38 с.
2. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник / А. В. Баюков, А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев и др. Под ред. Н. Н. Горюнова. Москва. Энергоиздат. 1982. 744 с.
3. С. А. Бирюков. / Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах. Москва. 1990.
4. Теоретические основы железнодорожной автоматики телемеханики и связи. Курсовое проектирование. / С. А. Сушков, Ю. И. Слюзов. Омск. Омский гос. ун-т путей сообщения. 2002. 50 с.
5. Стандарт предприятия ОмГУПС-1.2−05
Приложение А
Спецификация элементной базы
Таблица А-1 — Спецификация
Обозначение | Наименование | Кол-во | Примечание | |
Конденсаторы | ||||
C1 | К10−17Б М47 39пФ, 5% | |||
C2 | К10−17Б М47 10пФ, 10% | |||
C3 | К10−17Б М47 0.12мкФ, 10% | |||
C4,C5,C7,C9, C15,C16,C17, С18,С19,С20,С21 | К10−17А Н90 0.01 мкФ | |||
C6 | К10−17Б М47 36 мкФ, 5% | |||
С8 | К10−17а П33 0.01мкФ±10% | |||
С10,C11 | К10−14 В М47 10 мкФ±5% - 50В | |||
C12 | К10−14 В М47 31 мкФ±5% - 50В | |||
C13,С14 | К10−14 В М47 15 мкФ±5% - 50В | |||
Резисторы | ||||
R1, R2 | МЛТ-0,05−11кОм±10% | |||
R3 | МЛТ-0,05−75 кОм±10% | |||
R4 | МЛТ-0,25−18 кОм±10% | |||
R5 | МЛТ-0,25−1.6 кОм±10% | |||
R6,R7, R8 | МЛТ-0,25−2.7 кОм±10% | |||
R9 | МЛТ-0,25−51 кОм±10% | |||
R10 | МЛТ-2- 120Ом±10% | |||
R11, R13 | МЛТ-1- 820Ом±10% | |||
R12 | МЛТ-0.5- 1.3кОм±10% | |||
Диоды | ||||
VD1-VD4 | КД504 | |||
Стабилитроны | ||||
VD5 | Д818Е | |||
VD6, VD7 | КС515Д | |||
Микросхемы | ||||
DD1 | К561ЛЕ5 | |||
DD2,DD20 | К561ИЕ16 | |||
DD3,DD4,DD25.3 | К561ЛА7 | |||
DD5, DD12, DD18:2 | К561ЛА9 | |||
DD6,DD7,DD8, DD9, DD13,DD14, DD23:1 | К176ЛA8 | |||
DD10,DD11,DD15 DD16,DD17,DD19, DD22 | К561ЛИ1 | |||
DD21 | К561ИЕ8 | |||
DD24:2 | К561ЛЕ10 | |||
DD26 | К561И Р9 | |||
Транзисторы | ||||
VT1 | КТ315В | |||
VT2 | КТ361В | |||
Операционные усилители | ||||
DA1, DA2 | К140УД14 | |||
Трансформаторы | ||||
ТR1 | 120:120 | |||
ТR2 | Т-19 220/30 | |||
Предохранитель | ||||
ВП1−1-0.15А | ||||
Кварцевые резонаторы | ||||
ZQ1 | РГ-06НА | |||