Рассмотрим схему генератора с кварцевым резонатором, выполненным на логических элементах И-НЕ. Элемент DD9.1 охвачен здесь 100 %-ной отрицательной обратной связью и, следовательно, представляет собой просто усилитель с коэффициентом передачи 1. Элемент DD9.2 представляет собой логический инвертор, который в моменты переключения из одного состояния в другое вносит в цепь небольшое усиление, достаточное для компенсации потерь в кварцевом резонаторе и, значит, для возникновения незатухающего колебательного процесса. Напряжение на выходе генератора имеет вид последовательности прямоугольных импульсов.
Основная задача генератора с кварцевым резонатором - получение колебаний с весьма стабильной частотой. Для этого, нужно в максимально возможной степени уменьшить влияние на работу кварцевого резонатора подсоединяемой к нему внешней электрической цепи. Для этой цели добавлен элемент DD9.3.Частота автогенератора будет определяться только частотой кварца.
Так как нам требуется частота импульсов 50кГц, то воспользуемся кварцевым генератором на 100кГц, а затем разделим частоту на 2 при помощи JK-триггера DD10.2, включенного по схеме Т-триггера.
Рисунок 17 – Генератор тактовых импульсов
В качестве элементов И-НЕ используется ИМС К555ЛА3, описание которой приведено ниже.
Рисунок 18 – Цоколевка ИМС К555ЛА3
Таблица 16 – Назначение выводов ИМС К555ЛА3
|
Вывод |
Назначение |
Вывод |
Назначение |
|
1 |
Вход элемента 1 |
8 |
Выход элемента 3 |
|
2 |
Вход элемента 1 |
9 |
Вход элемента 3 |
|
3 |
Выход элемента 1 |
10 |
Вход элемента 3 |
|
4 |
Вход элемента 2 |
11 |
Выход элемента 4 |
|
5 |
Вход элемента 2 |
12 |
Вход элемента 4 |
|
6 |
Выход элемента 2 |
13 |
Вход элемента 4 |
|
7 |
Общий |
14 |
+Uпит |
Таблица 17 – Параметры ИМС К555ЛА3
|
Параметр |
|
|
Напряжение питания, В |
5 |
|
Потребляемый ток, мА |
6 |
|
Время переключения, нс: |
|
|
из 1 в 0 |
18 |
|
из 0 в 1 |
31 |
|
Граничная частота, МГц |
25 |
|
Диапазон частот, ºС |
0…+70 |
3.8 Устройство управления
Устройство управления вырабатывает последовательность управляющих импульсов частотой 1,25Гц, а также импульсы сброса устройства счета. Так как частота тактовых импульсов равна 50кГц, а частота управляющих импульсов 1,25Гц, то коэффициент деления делителя частоты будет равен:
Делитель частоты выполнен на счетчиках DD2 – DD6 типа К555ИЕ5, параметры которых представлены ниже.
Рисунок 19 – Цоколевка ИМС К555ИЕ5
Таблица 18 – Назначение выводов ИМС К555ИЕ5
|
Вывод |
Назначение |
Вывод |
Назначение |
|
1 |
Вход счетный |
8 |
Выход 1-го разряда |
|
2 |
Вход установки "0" |
9 |
Выход 2-го разряда |
|
3 |
Вход установки "0" |
10 |
Общий |
|
4 |
Свободный |
11 |
Выход 3-го разряда |
|
5 |
+Uпит |
12 |
Выход 4-го разряда |
|
6 |
Свободный |
13 |
Свободный |
|
7 |
Свободный |
14 |
Вход счетный |
Таблица 19 – Параметры ИМС К555ИЕ5
|
Параметр |
|
|
Напряжение питания, В |
5 |
|
Потребляемый ток, мА |
20 |
|
Время переключения, нс: |
|
|
из 1 в 0 |
18 |
|
из 0 в 1 |
16 |
|
Граничная частота, МГц |
32 |
|
Диапазон температур, ºС |
0…70 |
Таблица 20 – Таблица истинности счетчика
|
Счет |
Q8 |
Q4 |
Q2 |
Q1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Данная микросхема – 4-разрядный двоичный счетчик выполненный на JK-триггерах. Счетчик имеет 2 счетных входа С1 и С2 и 2 входа сброса R1 и R2. Выход Q1 внутренне не соединен с другими триггерами, что позволяет использовать его в двух независимых режимах. При подаче высокого уровня на входы R1 и R2 происходит обнуление всех триггеров. Таблица истинности указана для случая когда С2 соединен с выходом Q1.
Чтобы из данного счетчика получить десятичный счетчик, необходимо сбрасывать его каждым 10-м импульсом. Из таблицы истинности видно, что по приходу 10-го импульса на выходах Q2 и Q8 присутствует сигнал логической единицы, причем такая комбинация единиц при счете от 0 встречается впервые. Следовательно, для сброса счетчика необходимо (и достаточно) подать на входы R1 и R2 результат перемножения сигналов на выходах Q1 и Q8. Для этого в схеме используется логический элемент 2И (микросхема К555ЛИ1).
Первые четыре счетчика делят частоту на 10000. Для деления частоты на 4 используется счетчик DD6.
На элементе DD11.2 построен формирователь управляющих импульсов. Если на выходе 2 счетчика DD6 высокий уровень, то на выводе 15 коммутатора DA6 также высокий уровень и на интегратор подается измеряемое напряжение. Идет процесс интегрирования «вверх». Если на выходе счетчика низкий уровень и на выходе компаратора DA8 высокий уровень, то высокий уровень присутствует на выводе 10 коммутатора и на интегратор подается опорное напряжение. Идет процесс интегрирования «вниз». Если напряжение на выходе интегратора достигнет 0, то на выходе компаратора появится низкий уровень и, следовательно, низкий уровень появится на выводе 10 коммутатора. Процесс интегрирования прекратится.
Устройство сброса схемы счета построено на элементах DD11.1 и DD8.1, диоде VD5 и конденсаторе C15. Пока на выходе прямом выходе триггера DD10.1 «0» на выводах 1 элемента DD11.1 и 1 элемента DD8.1 также «0», конденсатор С15 разряжен и, следовательно, на выводе 2 DD11.1 также низкий уровень, на выводе 3 DD11.1 «1», на выводе 3 DD8.1 «0». Как только на выходе триггера появится «1», то «1» появится и на выводах 1 DD11.1 и 1 DD8.1 диод VD5 закроется и конденсатор начнет заряжаться эмиттерным током входного транзистора элемента DD11.1. Пока напряжение на конденсаторе будет меньше порогового, на выходе элемента DD11.1 будет высокий уровень, следовательно, на выходе DD8.1 будет также высокий уровень. Когда напряжение на конденсаторе достигнет порогового значения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
