Разработка устройства, осуществляющего отбор из входной последовательности импульсов, удовлетворяющих условие |Uвх |< 3В

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра «Радиотехника»

Пояснительная записка

к курсовой работе

по курсу «Электроника»

СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ   

                                                                   Выполнил студент гр.  НК - 413 Карцев А.Н                                                                        

                                                                    Работу проверил преподаватель Ройтман С.Я                                                                                                            

Санкт-Петербург

2006

1. Задание на курсовую работу.

Задание на курсовую работу по курсу «ЭЛЕКТРОНИКА» приведено в приложении.

2. Структурная схема устройства.

Структурная схема устройства, реализующего заданную операцию, представлена на 

рис.2.1. На ней:

            Д – диодный выпрямитель, выделяющий импульсы положительной полярности;

U_max – амплитудный селектор, осуществляющий отбор импульсов максимального уровня;

Пр – преобразователь, переводящий отрицательные импульсы в положительные;

К – ключевая схема, пропускающая на формирователь импульсы, удовлетворяющие               

       условию |U_вх |< 3В;

            Ф – выходной формирователь, подающий на  выход устройства импульсы амплитудой 

                    5В длительностью 1мкс.

                                                                              Рис.2.1                    

3. Принципиальная электрическая схема.

Принципиальная электрическая схема устройства, соответствующая структурной схеме рис.2.1, приведена на рис. 3.1.

Рис.3.1

4. Расчет элементов узлов схемы.

4.1. Расчет амплитудного селектора AC_max.

Расчет амплитудного селектора сводится к расчету резистивного делителя R1R2. Номиналы необходимо подобрать так, чтобы на входе DD1.1 при напряжении более 2,5В на входе устройства был потенциал более 1,65В. Справедливо соотношение:

U_вх/ U_DD1.1= R1/R2      (1)

При входном напряжении 2,5В на элементе микросхемы нужно получить 1,65В. Соотношение для R1 и R2 имеет вид R1=1,51R2. Примем R2=1кОм и получим R1=1,5кОм.

4.2. Расчет формирователя.

При расчете формирователя нужно рассчитать номиналы элементов времязадающей цепи С1R4. В расчете усилительного каскада нет необходимости, так как при номинале R5=10кОм транзистор VT2 гарантированно откроется и на его коллекторе установится напряжение, приложенное к эмиттеру, т.е. 5В. Итак, длительность выходного импульса определяется из соотношения (2):

Т_и=0,7 С1R4      (2)

По заданию Т_и=1мкс, из расчетов С1=1,5нФ, R4=0,95кОм≈1кОм.

5. Диаграмма работы устройства.

Диаграмма работы устройства, взятая в точках u_вх, u1-u8 и u_вых, приведена на рис. 5.1.

                                                                                      Рис. 5.1

6. Описание работы устройства.

Работу устройства удобно рассмотреть на диаграмме (см. рис. 5.1). Входной сигнал (u_вх) попадает на диодный выпрямитель Д (VD1), выделяющий положительные импульсы (u1). Так же входной сигнал поступает на оптрон U1, преобразующий входные импульсы отрицательной полярности в положительные импульсы фиксированного уровня 2,5В (u6). Далее, после выпрямителя, следует амплитудный селектор U_max, собранный на R1-R3, DD1.1-DD1.3 и VT1. На резистивном делителе R1R2 происходит гашение части входного сигнала (u2) таким образом, чтобы при входном импульсе более 2,5В (фактически 3В) срабатывал элемент DD1.1 на триггере Шмитта (u3), нулевым уровнем на своем выходе запрещая дальнейшее прохождение импульса. В задании указано, что входные импульсы должны быть меньше 3В, а так как уровни квантования сигнала равны 1В, то при напряжении свыше 2,5В селектор должен срабатывать и запрещать прохождение импульсов.