Разработка селектора импульсов по минимальной длительности

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра «Радиотехника»

Курсовая работа

«Импульсные устройства»

Выполнил студент     группы АТК-102

Лебединский А.А.

Проверил

Санкт-Петербург

2003

Содержание работы

Цель работы: разработать селектор импульсов по минимальной длительности и сформировать выходной импульс с амплитудой U_вых=3 В и длительностью 2 мкс.

    Uвх (B)

3

2

1                                                                                                                  t

                   4           8            13              18                                   1 мкс

    Uвых (B)

3

2

1                                                                                                                  t

                                    10                                                               1 мкс

Рис. 1

Селектор импульсов по минимальной длительности

Реализовать данное устройство, выделяющее импульсы U_вых=2,5 (В) можно с помощью селектора импульсов по минимальной длительности. Как следует из названия данный селектор реагирует на импульсы, длительность которых t_и не превышает некоторой пороговой длительности t_п. Для нашего случая t_п = 2 мкс.

Рассмотрим блок-схему селектора по минимальной длительности:

Блок-схема селектора по минимальной длительности

                                                                                  Uвх

                                                                                                                        Uвых

Uвх                                                                            U2                 U3

                                                U1

Рис. 2

Принцип работы данной схемы понятен из временных диаграмм ее ключевых точек U_вх, U_вых, U₁, U₂, U₃ (рис. 3).

Временные диаграммы

       U,B                                                 Uвх

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                           t

       U,B                                                 U1

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                           t

       U,B                                                 U2

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                            t

       U,B                                                 U3

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                                   t

      U,B                                                 Uвых

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                          t  

Рис.3

Теперь рассмотрим подробно работы каждого блока.

Линия задержки

Линия задержки представляет собой линейный четырехполюсник, на выходе которого воспроизводится входной сигнал с задержкой на определенный промежуток времени t_з. В нашем случае t_з=t_п=2мкс.

Принципиальная схема линии задержки

   

                                             L/2                           L/2

                                                                     C

Рис.4

   Рассчитаем значения емкости конденсатора С и индуктивности катушки L:

                                       t_з = SQR(LC) =2 мкс                                   (1)

   Зададимся индуктивностью L=2 мкГн и подберем такую емкость, чтобы выполнялось условие (1):

C=t^2/L= 1 мкФ

   Параметры цепи, которые обеспечат необходимую задержку в 2 мкс, следующие:

L=2 мкГн

C=1 мкФ

Временные диаграммы работы линии задержки

       U,B                                                 Uвх

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                          t   

       U,B                                                 Uвых

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                                 t

Рис.5

   Выше приведены временные диаграммы работы линии задержки с выбранными параметрами.

Дифференцирующая цепь

Дифференцирующая цепь представляет собой RC-цепь, задача которой заключается в укорочении (дифференцировании) импульсов. Принципиальная схема дифференцирующей цепи:

                                                                                 C

                                                                                               R

Рис. 6

   Если на вход такой цепи подать импульс прямоугольной формы, то выходное напряжение на резисторе будет представлять собой импульсы остроконечной формы чередующейся полярности, совпадающие по времени с входными перепадами.

   Зададимся параметрами цепи таким образом, чтобы время спада пиков tc было менее tп. Возьмем tc равным 1,5 мкс (< 2 мкс). Пусть емкость конденсатора С = 0,2 мкФ. Тогда сопротивление R находим из формулы:

tc = 3RC

R = t/3C = 2,5 Ом

   Параметры дифференцирующей цепи следующие:

R = t/3C = 2,5 Ом

С = 0,2 мкФ

Временные диаграммы

       U,B                                                 U1

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                           t

       U,B                                                 Uвых

    3

    2

    1

                   4        8        12       16      18      20                                            t

Рис.7

  Выше приведены временные диаграммы работы дифференцирующей цепи с выбранными параметрами.

Схема “Запрет”

   Схема запрет реализует ключевую функцию для селектора импульсов по минимальной длительности – отбор импульсов, длительность которых ниже или равна пороговой.