Разработка и проектирование селекторов импульсов применяемых в цифровых системах связи, автоматизированных системах управления и цифровой радиоизмерительной аппаратуре

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Радиотехника»

Курсовая работа по курсу «Электроника»

по теме:

«Селекция импульсов»

Выполнил студент

Проверил преподаватель

Санкт-Петербург

2007

Содержание

Введение……………………………………………………………………..…3

Задание на курсовую работу……………………………………………….....4

1.Структурная схема и принцип ее работы……………………………….....5

1.1.Элемент «НЕ»……………………………………………………………...6

1.2.Ждущий мультивибратор М₁………………………………………….….6

1.3.Ждущий мультивибратор М₂…………………………………………..…7

1.4.Дифференцирующая цепь………………………………………………...8

1.5.Элемент «И»……………………………………………………………….9

1.6.Формирователь импульсов……………………………………………….9

2.Принципиальная схема…………………………………………….....….…11

3.Временная диаграмма работы схемы…………………………………..….12

4.Список используемой литературы……………………………………..….13

Введение

Импульсная техника – отрасль науки, которая занимается изучением совокупности методов и средств преобразования, генерирования, измерения электрических импульсов.

Задачи, рассматриваемые в курсе импульсной техники, обусловлены практическим применением импульсных устройств в вычислительной и информационно-измерительной технике, в автоматике и в экспериментальной физике, в радиолокации, телевидении и радиоуправлении.

Виды импульсных устройств:

- формирователи импульсов различной формы;

- генераторы импульсов различной формы;

- селекторы импульсов и т.д.

Селекторами импульсов называются устройства, которые выделяют из некоторой совокупности различных сигналов импульсы с заданными параметрами. Однако во многих случаях, с помощью выделенных селектором импульсов, необходимо сформировать новые импульсы с заданными параметрами.

Исходя из основных параметров импульсных сигналов (амплитуда, длительность, период повторения) различают селекторы по амплитуде, длительности, периоду или частоте повторения

Курсовая работа посвящена вопросам разработке и проектирования селекторов импульсов применяемых в цифровых системах связи, в автоматизированных системах управления, в цифровой радиоизмерительной аппаратуре.

Цель работы: освоение основных методов построения селекторов

1.Структурная схема селектора импульсов заданной длительности.

Рис.1.

Здесь ждущие мультивибраторы М₁ и М₂ запускаются соответственно отрицательным и положительным фронтами входных импульсов и формируют импульсы  U₁ и U₂ длительности Т₁ и Т₂, причем Т₁ <  Т₂. . Импульсы U₂ поступают на вход дифференцирующей цепи. Импульсы  U₃ на выходе этой цепи представляют собой совокупность двух коротких импульсов: положительных, соответствующих переднему фронту задержанных импульсов U₂, и отрицательных, соответствующих заднему фронту импульсов U₂. Импульсы U₃, получающиеся в результате дифференцирования U₂, подаются на один вход схемы совпадения  И, на другой вход схемы совпадения поступают импульсы U₁.

Схема совпадения И выполнена так, что импульс U₄ на ее выходе будет только в том случае, когда на ее входах совпадают во времени положительный импульс U₁ и отрицательный импульс U₃.

Рассмотрим каждый элемент селектора импульсов отдельно.

1.1.Элемент «НЕ»

В качестве элемента отрицания возьмем микросхему К531ЛН1П. Она имеет 6 элементов НЕ.

                 U_вых= 4В

                 Рис.2.

В принципиальной схеме устройства для упрощения изобразим только один инвертор.

1.2. Ждущий мультивибратор М₁

В качестве операционного усилителя возьмем микросхему К140УД1А. По параметрам микросхемы +Е_ист= +6,3В, U_1вых= 2,8В

Рис.3.

.Требуется чтобы выходные импульсы были длительностью 0,6 мкс. Т.е. Т₁=0,6мкс. Зададимся R₁=1кОм, С₂=0,1 мкф. Рассчитаем значение емкости С₁.

T₁=0,7 R₁ С₁ Отсюда

По ГОСТу С₁= 910 пф

Спецификация элементов

1.3. Ждущий мультивибратор М₂

В качестве операционного усилителя возьмем микросхему К140УД1А. По параметрам микросхемы +Е_ист= +6,3В, U_2вых= 2,8В

Рис.4.

Требуется чтобы выходные импульсы были длительностью 0,6 мкс. Т.е. Т₂=0,6мкс. Зададимся R₂=1кОм, С₃=0,1 мкф. Рассчитаем значение емкости С₄.

T₂=0,7 R₂ С₄ Отсюда

По ГОСТу С₄= 2400 пф

Спецификация элементов

1.4. Дифференцирующая цепь.

Возьмем дифференцирующую цепь, состоящую из резистора и конденсатора (рис. 5)

Рис. 5

Конденсатор берется такой С₅ = 100 пФ. Требуется, чтобы Т₃=0,2 мкс

;

По ГОСТу R₃ = (350 + 5%)Ом

Спецификация элементов

1.5. Элемент «И»

В качестве элемента «И»  возьмем микросхему К555ЛИ1. Она имеет 4 элемента И.

U_4вых= 4В

Рис.6.

В принципиальной схеме устройства для упрощения изобразим только один элемент И.

1.6. Формирователь импульсов

В качестве формирователя импульсов возьмем ждущий мультивибратор на операционном усилителе, схема которого представлена на рис.7.

В качестве операционного усилителя возьмем микросхему К140УД1Б. По параметрам микросхемы +Е_ист= +12,6В, U_вых= 6,0В

Рис.7.

Требуется чтобы выходные импульсы были длительностью 0,6 мкс и амплитудой 4В. Т.е. Т₄=0,6мкс и U_вых=4В.

Поставим делитель напряжения, состоящий из резисторов R₅ и R_6. Чтобы на выходе было 4В нужно, чтобы на резисторе R₅ терялась 1/3 подаваемого напряжения т.е. R₅ возьмем равным 1 кОм, а R₆ – 2кОм. Тогда при подаче 6В (параметры микросхемы) на выходе будет 4В.

Зададимся R₄=1кОм, С₆=0,1 мкф. Рассчитаем значение емкости С₇.

T₄= R₄ С₇ ln(1+ R₅/ R₆)  Отсюда

По ГОСТу С₇= 180 пф

Спецификация элементов

Операционный усилитель	К140УД1Б
Диод VD3	КД522А
Емкость С6	0,1 мкф
Емкость С7	180 пф
Сопротивление R4	1кОм
Сопротивление R5	1кОм
Сопротивление R6	2кОм

2.Принципиальная схема

Рис. 8.

4.Список использованной литературы.

1.Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства. М., Высшая школа.1989.

2.Шульгин О.А. Шульгина И.Б. Воробьев А.Б. Справочник по полупроводниковым приборам. 1997.

3. Шило В.Л. Популярные микросхемы. Справочник. М., «Радио и связь». 1987 г.

4.Тарабрин Б.В. Интегральные микросхемы Справочник М., «Радио и связь». 1983г.