Управляемый формирователь импульсов

Техническое задание Введение

1. Расчет усилителя

2. Расчет мультивибратора

3. Расчет цифрового устройства Список литературы Спецификация

Техническое задание

Рассчитать и спроектировать управляемый формирователь импульсов, используя следующие исходные данные.

Входные параметры:

Запуск +

Цифровой код для запуска 1,4,8,9,10,12

Ти 100 мкс

Выходные параметры:

Полярность импульса ;

Амплитуда выходного напряжения Umвых 12В

tи 20 мкс

Rн 2.5 кОм

tф 0.7 мкс скол 0.5%

Диапазон изменения температуры окружающей среды +20-+50⁰С.

Цифровое устройство работает на основе универсальных элементов И-НЕ ТТЛ, а формирователь на транзисторах.

В курсовом проекте рассмотрен расчет управляемого формирователя импульса. Данное устройство конструктивно состоит из трех частей:

1. Цифровое устройство управления — ЦУУ;

2. Формирователь импульса. В курсовом проекте используется ждущий мультивибратор — МВ;

3. Импульсный усилитель — ИУ.

Структурная схема управляемого формирователя импульса представлена на рис. 1.

На первом месте стоит цифровое устройство управления, которое при определенном цифровом коде на входе выдает на выходе скачок напряжения, достаточный для запуска мультивибратора. Цифровое устройство построено на ТТЛ логике, и скачок напряжения составляет не менее 2 В.

Мультивибратор работает в ждущем режиме (одновибратор). Он запускается с помощью сигнала с выхода цифрового устройства управления и формирует прямоугольный импульс заданной длительности.

Импульсный усилитель усиливает выходной сигнал мультивибратора до заданной амплитуды.

1. Расчет усилителя

Для расчета усилителя необходимо выбрать транзистор. Основными параметрами при выборе транзистора будут являться мощность, скважность (для определения типа транзистора), граничная частота.

Схема усилителя

В данном случае усилитель будет выглядеть, как показано на рисунке 2. Здесь C1 и C2 служат для развязки предыдущего и последующего каскадов по постоянному току, R1 и R2 определяют положение рабочей точки и ее стабильность, Rэ является элементом отрицательной обратной связи и определяет коэффициент усиления.

Выберем значения элементов из ряда номиналов Е24:

Rк=5 кОм

Rэ'=430 Ом

R1=11 кОм

R2=2 кОм С1=0,11 мкФ С2=2700 пФ

2. Расчет мультивибратора

Схема мультивибратора при базовом запуске и транзисторах n-p-n типа будет выглядеть, как показано на рис. 3

Рис3. Схема мультивибратора.

Запускающий импульс имеет положительную полярность, и на выходе мультивибратора также имеем импульсы положительной полярности.

Выберем значения элементов из ряда номиналов Е24:

Rк1=3,6 кОм

Rк2=9,1 кОм

Rэ=680 Ом

Rб=100 кОм

R1=120 кОм

R2=18 кОм Ср=270 пФ С=270 пФ

3. Расчет цифрового устройства

При поступлении на вход ЦУУ чисел 1,4,8,9,10,12 на выход ЦУУ должно поступать напряжение логической единицы. Для реализации в двоичном коде необходимо ЦУУ с четырьмя входами.

Составим таблицу истинности ЦУУ.

Для удобства нахождения логической функции составим Карту Карно:

Запишем логическую функцию в виде суммы минтернов, образованных в результате объединения соседних клеток:

Реализация функции.

Реализуем полученную функцию с помощью элементов И — НЕ ТТЛ логики. Для этого проведем преобразование по правилу Деморгана:

Схема реализации функции Y представлена на рис.4:

Реализация цифрового устройства.

Цифровое устройство, выполняющее заданную логическую функцию, может быть реализовано с помощью следующих микросхем:

К155ЛН1 (6 элементов НЕ) — 1шт.

К155ЛА10 (3 элемента 3-И-НЕ) — 1шт.

К155ЛА11 (4 элемента 2-И-НЕ) — 1шт.

1. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник под редакцией Б. Л. Перельмана. М.: Радио и связь, 1981. — 656 с.

2. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Под общей редакцией Н. Н. Горюнова. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 904с.

3. Резисторы. Справочник под редакцией И. И. Четверткова и В. М. Терехова. М.: Радио и связь, 1991. — 528 с.

4. Справочник по электрическим конденсаторам. Под общей редакцией И. И. Четверткова и В. Ф. Смирнова. М.: Радио и связь, 1983. — 576с.

5. Импульсные устройства. Методические указания к лабораторным работам./ РГРТА; Составитель Р. А. Рафиков. Рязань, 1997. — 32с. № 2666.

6. Усилительные устройства. Методические указания к лабораторным работам./ РГРТА; Составитель В. Я. Лысенко, Р. А. Рафиков, А. В. Зуев. Рязань, 2000. — 36с. № 3117

7. А. В. Зуев. Лекции по курсу «ЭЦиУ часть I» и «ЭЦиУ часть II».

Спецификация

Сопротивления: номинал

R1 120 кОм

R2 18 кОм

R3 9,1 кОм

R4 680 Ом

R5 100 кОм

R6 3,6 кОм

R7 11 кОм

R8 2 кОм

R9 5 кОм

R10 430 Ом

R11 2,5 кОм

Ёмкости: номинал

С1 270 пФ

С2 270 пФ С3 0,11 мкФ С4 2700 пФ Транзисторы: маркировка:

VT1, VT2, VT3 ВС171А Микросхемы:

К155ЛН1 (6 элементов НЕ) — 1шт.

К155ЛА10 (3 элемента 3-И-НЕ) — 1шт.

К155ЛА11 (4 элемента 2-И-НЕ) — 1шт.