Расчёт Umin заключается в расчёте резистивного делителя R3R4. Номиналы необходимо подобрать так, чтобы на входе DD1.2 при напряжении более 3,7В на входе устройства был потенциал более 1,65В. Справедливо соотношение:
Uвх/ UDD1.2 = R3/R4 (2)
Соотношение для R3 и R3 примет вид R3 = 2,24R4. Примем R4 = 19 кОм и получим R3 = 42,7 кОм ≈ 43 кОм.
4.2. Расчёт временного селектора ВСmax
При проектировании временного селектора необходимо выяснить, какой должна быть длительность контрольного импульса tmax. По заданию входные сигналы имеют длительность 0,5, 1, 2 и 2,5 мкс. Так же из задания следует, что селектор не должен пропускать импульсы длительностью более 1 мкс. Для уверенного срабатывания селектора необходимо задать значение tmax более 1 мкс, иначе срабатывание его будет нестабильным и сильно зависимым от внешних воздействий, вызывающих нестабильность параметров схемы. Целесообразно увеличить указанное значение примерно на треть, т.е. примем tmax = 1,3 мкс.
Временной селектор импульсов максимальной длительности (рис.4.2) состоит из формирователя импульсов контрольной длительности 1,3 мкс (мультивибратора DD2.1), инвертора входных импульсов и ключа DD1.3. Роль инвертора выполняет компараторный элемент DD1.2, являющийся частью амплитудного селектора и инвертирующий входной сигнал, прошедший испытание на амплитуду. Работает селектор следующим образом. Входные импульсы запускают формирователь Ф1, который по спаду инвертированных входных импульсов формирует на прямом выходе сигналы длительностью 1,3 мкс. Инвертор DD1.2 запрещает срабатывание ключа DD1.3 на время, которое длится входной импульс. Если длительность входного импульса не более 1,3 мкс, то инвертор разрешит проход импульса с формирователя Ф1 раньше, чем тот закончится. В противном случае срабатывания селектора BCmax не произойдёт. В расчёте нуждается только формирователь Ф1.
Расчет формирователя сводится к расчету времязадающей цепи С1R6. Номиналы необходимо подобрать так, чтобы на выходе DD2.1 при появлении на входе устройства сигнала любой длительности появлялся сигнал длительностью 1,3 мкс. Справедливо выражение (1):
Т1 = tmax = 0,32(R6 + 0,7)С1 (1)
Для Т1 = 1,3 мкс примем С1 = 1 нФ и получим R6= 3,36 ≈ 3,3 кОм.
4.3. Расчёт выходного формирователя ВФ
Формирователь (рис.4.3) представляет собой ждущий мультивибратор, собранный на DD2.2 и транзисторном ключевом каскаде R9VT1. Его запуск происходит при перепаде 1/0 на входе A микросхемы DD2.2 при лог«1» на входе B. С выхода ключа DD1.3 на вход формирователя при отсутствии подходящих импульсов на входе устройства поступает лог«1». При срабатывании схемы на входе мультивибратора происходит перепад 1/0, что означает выполнение условия запуска. На выходе его появляется импульс Т2 длительностью, определяемой номиналами времязадающей цепи С2R8.
При расчёте формирователя нужно рассчитать номиналы элементов времязадающей цепи С2R8. Итак, длительность выходного импульса определяется из соотношения (2):
Т2 = 0,32(R8 + 0,7)С2 (2)
По заданию Т2 = 2,5 мкс, из расчетов С2 = 2,2 нФ, R8 = 2,85 кОм ≈ 2,8 кОм.
Выходное напряжение должно по заданию составить 4В. Для преобразования сигнала на выходе мультивибратора к требуемым 4В включен транзисторный ключ. При указанном номинале резистора R9, поставленного в базовую цепь транзистора VT1, ключ откроется и напряжение, приложенное к коллектору, попадёт на выход. Корректировать коллекторное напряжение по падению на ключе и нагрузочном сопротивлении нецелесообразно при неизвестном характере нагрузки: при высокоомной нагрузке увеличение его требует лишь учесть сопротивление перехода Rкэ и потери в нем, а при низкоомной необходимо более тщательно согласовывать транзисторный каскад с нагрузкой. Поэтому величина прикладываемого напряжения устанавливается равной требуемой в задании.
5. Принципиальная схема устройства
Принципиальная электрическая схема устройства приведена на рис.5.1.
Рис. 5.1
6. Временные диаграммы работы схемы
Диаграммы работы устройства, взятые в точках Uвх, U1-U7 и Uвых, приведены на рис. 6.1.
Рис. 6.1
7. Перечень элементов.
7.1. Конденсаторы.
С1 : К10-17б – 1 нФ
С2 : К10-17б – 2,2 нФ
7.2 Микросхемы.
DD1 : К155ТЛ3
DD2 : К555АГ3
7.3. Резисторы.
R1 : МЛТ – 0,125 – 26 кОм
R2 : МЛТ – 0,125 – 10 кОм
R3 : МЛТ – 0,125 – 43 кОм
R4 : МЛТ – 0,125 – 19 кОм
R5 : МЛТ – 0,125 – 2,2 кОм
R6 : МЛТ – 0,125 – 3,3 кОм
R7 : МЛТ – 0,125 – 2,2 кОм
R8 : МЛТ – 0,125 – 2,8 кОм
R9 : МЛТ – 0,125 – 10 кОм
7.4. Транзисторы
VT1 : КТ3102БМ
8.Список литературы.
[1] Гольденберг Л. М.; Импульсные и цифровые устройства; М; «Связь», 1973г.
[2] Бирюков С.А.; Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП; М.;
ДМК, 2000г.
[3] Конспект лекций.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.