Анализ методики проектирования и расчета электронных устройств. Разработка функциональной, принципиальной схем устройства аналого-цифрового преобразования. Расчет транзисторного ключа. Генератор тактовых импульсов. RS триггеры и логические элементы.
Аннотация к работе
Задача курсового проекта состоит в разработке функциональной, принципиальной схем устройства аналого-цифрового преобразования и расчете электрической схемы, выполненной на конкретной элементной базе.Ставится задача создать устройство, которое бы выдавало в зависимости от уровня напряжения на его входе, соответствующий данному уровню цифровой код на выходе. На выходе интегратора напряжение изменится на величину ?U. Определяемое по формуле: После этого ко входу интегратора подключаем опорное напряжение другого знака, чем П, но заведомо большее по модулю, и будем вести интегрирование до тех пор, пока выход интегратора не вернется в исходное состояние: В результате: Таким образом, Uвх преобразовано во временной интервал. Величину Т можно задать, подсчитав импульсы тактовой частоты FT N-разрядного счетчика: а время t можно измерить, подсчитав число импульсов той же тактовой частоты на том же счетчике: Получаем Таким образом способ двойного интегрирования по сути представляет собой разновидность способа преобразования “напряжение временной интервал - код”.Данный транзистор по условию схемы должен выдавать напряжение на эмиттере такое же, как и на коллекторе. Следовательно основной ток будет через коллекторный переход смещенный в прямом направлении, и совсем небольшой ток через эмиттерный переход, равный току Ік0 = 1 МА транзистора VT4 находящегося в отсечке. Найдя из таблицы для VT2 h 21оэ = 70 находим, что базовый ток транзистора равен: Ток эмиттера VT2 по закону Кирхгофа: В режиме насыщения падение напряжения между эмиттером и коллектором транзистора VT2 Uкэ нас = 0, 2 В, а между эмиттером и базой Uбэ нас = 1 В. Следовательно потенциал на базе VT2 (при условии прямого смещения p-n-p транзистора) ?Б=0 1,1=1,1В, а на эмиттере ?Э=0 0,4=0,4В.Откуда находим сопротивление R2: По ГОСТ выбираем 51 Ом. При уровне напряжения логического 0 около 0В через транзистор VT1 находящийся в режиме отсеки будет протекать ток Ік0 = 1 МА, вызывая падение на базе VT2: А так как VT2 тоже в отсечке и ток через него Ік0 = 1 МА, то падение напряжения на эмиттере: Падение напряжения эмиттерном переходе составляет: Напряжение на эмиттере меньше напряжения на базе, что для кремниевого p-n-p транзистора является режимом отсечки в схеме с ОЭ.Вход R служит для установки счетчика в исходное (нулевое) состояние. Установка счетчика в состояние логического нуля производится при подаче положительного сигнала на вход R. Одновременно с каждым 16-м импульсом на выходе >15 формируется отрицательный импульс, который может подаваться на вход 1 следующего счетчика. При обратном счете входные импульсы подают на вход-1 (при единичных уровнях на входах 1, С), а выходные импульсы снимают с выхода< 0. Свободные входы служат для управления триггером и называются информационными: вход S - это вход установки триггера в состояние логической единицы, а вход R - вход установки триггера в состояние логического нуля.Пороговое устройство, изменяющее свое состояние в зависимости от уровней сигналов на его входах называется компаратором. Компаратор осуществляет переключение уровня выходного напряжения. В данном курсовом проекте напряжение включения выбрано-0,2В, а напряжение включения 0,2В.Это связано с тем, что падение напряжения на диоде, включенном параллельно конденсатору в прямом направлении составляет 0.6В, а уровень напряжения переключения должен находится около 0В, но не ноль. Определяем величины сопротивлений R1 и R2: Пусть сопротивление R2=15 КОМ, тогда из формулы находим: Аналогичная величина получается если находить по напряжению включения: По ГОСТ выбираем 620 Ом.В ходе подбора элементов схемы необходимо было выполнить согласование выхода компаратора на микросхеме DA2 с уровнем ТТЛ логики.. Мультивибратор рассчитан на напряжение 5 вольт для выработки импульсов соответствующих уровню логической единицы ТТЛ логики. Вход переполнения счетчика включен через инвертор поскольку RS триггер Т1 по входу R обнуляется единицей.
План
Содержание
1. Введение
2. Разработка функциональной схемы
3. Расчет основных узлов АЦП с двойным интегрированием
3.1 Расчет транзисторного ключа
3.2 Генератор тактовых импульсов
3.3 Синтез счетчика
3.4 RS триггеры и логические элементы 16 3.5 Расчет интегратора
3.6 Расчет компаратора
4. Согласование блоков
5.Спецификация
6. Полная принципиальная электрическая схема устройства
7. Список литературы
Введение
Основной целью данного курсового проекта является ознакомление с методикой проектирования и расчета электронных устройств. Закрепление теоретических знаний, полученных в ходе изучения курса данного предмета. Задача курсового проекта состоит в разработке функциональной, принципиальной схем устройства аналого-цифрового преобразования и расчете электрической схемы, выполненной на конкретной элементной базе.
Список литературы
1. Бирюков С.А. Цифровые устройства на интегральных микросхемах. М.: Энергоатомиздат, 1984. 88с.
2. Интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. Б.В.Табарина М.: Радио и связь, 1983. 526с.
3. М.Х. Джонс., Электроника - практический курс. ПОСТМАРКЕТ. Москва 2003г.